中欧规范液塑限试验成果对比分析

郭天龙，胡亚朋

（1.中国电建集团第十六工程局有限公司，福建 福州 350000；2.开封市水利建筑勘察设计院，河南 开封 475000）

中欧规范液塑限试验成果对比分析

郭天龙1，胡亚朋2

（1.中国电建集团第十六工程局有限公司，福建 福州 350000；2.开封市水利建筑勘察设计院，河南 开封 475000）

对比分析了中欧土工试验规范制样要求、操作步骤的差异，研究在不同试验标准条件下，同种黏土样品液塑限试验成果的变化，探讨了影响黏土液塑限及塑性指数的因素。

土工试验；中国规范；欧洲规范；黏土样本；液限塑限；塑性指数

0 引言

黏性土由一种状态过渡到另一种状态的分界含水率为界限含水率。其中，液限WL是黏性土呈可塑状态的上限含水率，塑限WP是细粒土呈可塑状态的下限含水率，二者的差值称为塑性指数IP，即IP＝WL－WP。

塑性指数是黏性土最基本、最重要的物理指标之一，其大小直接表征了黏性土的塑性状态。在一定程度上，它综合反映了影响黏性土特征的各种重要因素。塑性指数愈大，表明土的颗粒愈细、比表面积愈大、土的黏粒或亲水矿物含量愈高，土处在可塑状态的含水率变化范围就愈大。也就是说，塑性指数能综合反映土的矿物成分和颗粒大小的影响。因此，在工程上常按塑性指数对黏性土进行分类和评价［1］。

随着中国对外合作项目的增多，研究中外工程规范条款差别问题具有非常现实的指导意义。

1 中欧规范试验方法的差异

对于液塑限试验，液限试验多采用液限蝶式仪法测试液限指标，塑限试验则多采用传统的滚搓法，亦可采用光电联合测试仪法测试塑限指标。就试验方法与设备而言，中欧规范的要求与标准基本相同，其主要差异在于制样的过程。

1.1 两种规范制样要求的区别

中国规范 《土工试验方法标准》（GB／T50123－1999）中的制样要求为［2］：选取适量的土样→烘干→碾碎→过筛 （0.5mm方孔筛）→加适量的纯水→搅拌均匀→制样完成。

欧洲规范 《土工试验规程》（ISO／TS17892－12：2004）的制样要求为［3］：选取适量的土样→用水浸泡24 h（常温条件下）→泥浆过筛（0.4mm圆孔筛）→沉淀12 h→抽取清水→放入105°C恒温箱烘干12 h（或自然蒸发）→碾碎→过筛 （0.4mm圆孔筛）→加适量的纯水→搅拌均匀→制样完成。

从以上制样要求可以看出，中欧规范的主要差异是：（1）在对试样烘干、碾碎之前，欧洲规范还要求对土样采取浸泡、泥浆过筛、沉淀等。（2）中欧规范的过筛孔径不同。中国规范要求过0.5mm的方孔筛，欧洲规范要求过0.4mm的圆孔筛。即，按中国规范制备的试样的最大土颗粒是0.5mm，而按照欧洲规范制备的试样的最大土颗粒为0.4mm。

1.2 两种规范操作步骤的区别

在操作步骤上，中国规范要求3循环次即可，而欧洲规范要求5循环次，最后分别绘制击次与含水率关系曲线，找出25次所对应的含水率，即为该试样的液限。从获得试验结果看，该过程差异对试验结果影响不大，但欧洲规范相对较为准确。

2 中欧规范下的试验结果对比分析

结合喀麦隆曼维莱水电站施工勘察，从B3土料场探井采用井壁刻槽法取样，分别依据前述中国规范和欧洲规范制定的标准制样和试验，过筛孔径分别为0.5mm方孔、0.4mm圆孔、0.08mm方孔和0.25mm圆孔。

2.1 液限试验结果对比

液限试验采用蝶式仪法，其结果如表1所示。

根据表1中的试验数据，以含水率为纵坐标，以击次为横坐标，绘制如图1所示的曲线。查找曲线上25次所对应的含水率，即为该试样的液限（如图2所示）。

表1 中欧规范液限试验对比表Table 1 Liquid lim it test comparison of Chinese and Europ ean specifications

图1 含水率与击数关系曲线Fig.1 Relation curves of moisture content and compaction

2.2 塑限试验结果对比

塑限试验采用滚搓法，其结果如表2所示。

表2 不同规范条件下液塑限及塑性指数Table 2 Liquid-p lastic lim it and plasticity indexes of different specifications

2.3 塑性指数的对比

为了更清晰标示筛孔与塑性指数间的关系，以塑性指数、液限和塑限为纵坐标，筛孔为横坐标绘制了液、塑限以及塑性指数与筛孔的关系曲线（如图2所示）。

图2 液塑限与筛孔关系曲线Fig.2 Relation curvesof liquid-plastic lim it and sieve pore

由图1和图2可以看出，在不同的规范要求下，相同土样的各个试验结果所形成曲线 （Y＝Kx＋b）的斜率基本一致，但液、塑限指标均随过筛孔径增大而减小。也就是说，对于同一种土样，其K值基本相同，b值则与过筛孔的大小有直接关系，筛孔径越大，b的绝对值越小；反之，b的绝对值则越大。但是，过筛孔径的大小对于塑性指数的影响并不大。

3 结语

对于相同土样的液塑限试验，由于中欧规范的制样标准不同，试验结果也会存在一定的差异。

由于欧洲规范需0.4mm圆孔筛筛分两次，制作的土样细颗粒含量相对较多，比表面积相对较大，吸水率因此而增加，相对的液限就越大。而中国规范仅要求过一次0.5mm方孔筛，土样的大颗粒相对较多，比表面积相对较小，因此土样的吸水率也较低，液限偏小。但是，液、塑限与筛孔关系曲线所对应的斜率基本是一个定值。即，受制样标准的影响，中欧规范下的液、塑限试验成果存在一定的差异，但其塑性指数的差别并不大。

［1］傅裕寿.土力学地基基础［M］.北京：清华大学出版社，2009：30－33.

［2］GB／T50123－1999，土工试验方法标准［S］.

［3］ISO／TS17892－12：2004，欧洲土工试验规程［S］.

[责任编辑 杨明庆]

U655.56

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1008-486X（2015）02-0028-02

2015-01-06

郭天龙（1984－），男，河南鹿邑人，助理工程师，主要从事国际大中型水电站技术和设计管理工作。