分散性土鉴定试验步骤和计算

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1、第四节分散性土鉴定试验步骤和计算定义：分散性土系指土颗粒能在水中散凝呈悬浮状态，被雨水或渗流冲蚀带走而引起土体破坏的土。分散性土性状：⑴自然界某些粘土，可称为“分散性土”，具有被水冲蚀的现象，甚至比细砂或粉土还严重。⑵这些粘土的分散性质，主要由于土颗粒之间的排斥力超过了相吸力（范德华力）。故一旦接触水，土体的表面土粒逐渐依次脱落，成为悬液。如属流动水，分散土粒即被带走。⑶这些粘土的主要特点，在于孔隙水中钠离子数量较多。钠促使土粒周围双电层水膜增加厚度，因此土粒间相吸力减小。⑷促使粘土分散性管涌的另一个主要原因，是决定于水库蓄水所含不溶解盐类的总量。该总量越低，土坝土料的分散性管

2、涌可能性越大，这是产生离子的“解吸附作用”之故。⑸定义“可交换钠离子百分比”ESP为ESP=Na/CEC(100)式中Na—可交换钠离子数量，以100克干土内毫克当量计；CEC—可交换的离子总量。当土料ESP=7～10，库水相对说比较纯洁，土属中等分散性；当土料ESP≥15，即有严重管涌的可能性。⑹具有较高ESP值的土坝，当发生集中渗流时，有两种可能的后果：①如渗水流速极慢，由于流道四周土的膨胀，流道会逐渐被封闭；②如渗水初速较快，分散土粒被陆续带走，流道的扩大比土膨胀所引起的封闭为快，于是最后导致管涌失事。⑺ESP值与其他常规土工试验所得指标之间无一定的关系。但是经验表明，管

3、涌失事的土料一般属中等塑性（液限wL=30～50%），少数也有属高塑性者。⑻具有高ESP值，而且分散性极强的土，所含粘土一般均属蒙脱土，某些伊利土也有高度分散性，一般来讲，高岭土ESP值不高，管涌失事极少。分散性土调查与评判：⑴搜集分散性土分布区水文、气象、气候资料，调查土壤类型，盐碱土分布情况，植物生长情况，土壤水和潜水状况，自然冲蚀和工程受损破坏情况以及防治分散性土灾害的工程措施与效果；⑵查明分散性土形成的地质背景和特征，粘土矿物成份，化学成份、结构、构造、含盐类型、水盐动态及其与分散性土形成的关系；粘土矿物的特性粘土矿物类型平均比表面积（m2/g）阳离子交换量塑性指数压缩

4、指数高岭石103200.2伊利石1002550-650.6-1蒙脱石800100100-6501-6场强固定层扩散层距离双电层模型⑶研究地表水、地下水和土壤的水盐动态规律及其与分散性的关系；⑷分散性土的判定应以野外调查为主，结合室内试验综合判定，并应符合以下四种鉴定试验的有关规定；⑸分散性土工程地质评价，应根据分散性土的矿物成份和化学成份、环境水的化学成份等评价分散性土的分散性及其对工程的影响，提出防治与处理措施的建议。分散性土鉴定步骤：分散性土目前有四种鉴定的方法：⑴针孔冲刷试验、⑵双比重计分散度试验、⑶孔隙水可溶盐试验、⑷碎块试验。⑴针孔冲刷试验：将土样制成1.5in厚，放

5、置在针孔试验设备中固定好，在土样中间部位刺一个直径为1mm的细孔；安装好所有仪器设备部件，施加50mm水头；在常水头作用下，蒸馏水流过土样1mm直径的细孔，观测5～10分钟之间出来的水是否带有颜色；对于分散性土，5～10分钟之间出来的水带有颜色，且细孔很快被冲蚀扩大；对于非分散性土，即使在380mm水头作用下，出水还是洁净的，而且没有冲蚀现象。针孔试验评价土的分散性标准分散性试验水头试验持续时间最终孔径dz出水混浊情况(mm)(min)(mm)高分散性土5010dz≥3.0很混浊分散性土50102.0≤dz<3.0很混浊过渡型土180101.5≤dz<2.0混浊非分散性土102

6、0≥5dz≤1.5微混浊针孔冲刷试验示意图如下：⑵孔隙水可溶盐试验：土与蒸馏水拌和到接近液限的稠度，再用真空法将孔隙水汲出。测定孔隙水中四种金属阳离子（钙、镁、钠和钾）总量，称为TDS，以每立升中毫克当量计（meq/l）。可交换钠离子百分数PS=Na+/TDS×100%，判定指标PS＞60%为分散性土。⑶双比重计法：该法也称SCS（即美国土壤保持局）法，其主要步骤是对土样进行两次比重计试验。第一次使用化学分散剂与机械振动，得曲线1；第二次不使用化学分散剂及机械振动，得曲线2。两曲线的分歧即代表土的自然界的分散性。“分散百分比”的定义是这两曲线在颗粒大小为0.005mm处的百分数

7、之比，分散性土通常大于50%。⑷碎块试验：将1/4～3/8in的一块土，放在盛蒸馏水约150ml的烧杯中，观察5～10分钟，视粘土粒转入胶体悬液的情况，分成下列四种等级：等级1——没有反应，土块在杯底塌散；等级2——微有反应，土块表面附近水有混浊；等级3——中等反应，容易辨别悬液中的胶体；等级4——强烈反应，杯底有一薄层胶体沉淀，整杯水混浊。第六节反滤料试验目的和适用范围：反滤料试验的目的是用以确定在渗透水流作用下，被保护土的反滤层土样的合理级配。适用于无粘性土。仪器设备：⑴垂直渗透变形仪：