快速烘干法測定砂土及粉土含水率的試驗研究★

馬好霞 羅 敏 王軍軍

(南京航空航天大學金城學院，江蘇 南京 211156)

快速烘干法測定砂土及粉土含水率的試驗研究★

馬好霞 羅 敏 王軍軍

(南京航空航天大學金城學院，江蘇 南京 211156)

通過試驗研究，闡述了快速烘干法測定土的含水率的試驗方法步驟，并將快速烘干法與標準烘干法的實驗數據進行了對比分析，指出采用快速烘干法測定土的含水率是可行的，并且能夠提高工作效率。

快速烘干法，含水率，試驗

測定土的含水率，為計算土的孔隙比、液性指數、飽和度以及土的其他物理、力學實驗提供必要的數據，也為樁基承載力和路基壓實度提供必要的參數。土中的水分為結合水和自由水，結合水在溫度為150 ℃時才開始蒸發，而自由水在達到100 ℃時已經開始變成氣體[1]。我們測土中的含水率主要是測其自由水的百分含量，由于砂土、粉土大部分為自由水，可以嘗試采用快速烘干法測含水率。

1 標準烘干法

標準烘干法是將有機質含量少于5%，質量在15 g～30 g的土樣放入105 ℃～110 ℃的電熱烘箱中烘到恒值時，所失去的水分和達恒重后的干土質量比值，采用百分數表示。其中砂性土不少于6 h，粘性土不少于8 h。采用公式ω=(m/md-1)×100%[1,4]計算。采用這種方法測得的結果很準確，但是耗時多，為了快速控制、分析巖土工程試驗的影響因素，提高工程進度，除了采用微波法[2]外我們也可以采用快速烘干法測定土的含水率。

2 快速烘干法測土的含水率的實驗研究

經過多次實驗優選對比，初步選定溫度控制在135 ℃±1 ℃，烘干時間為90 min,這種方法定義為快速烘干法。對比試驗用的是砂土、粉土，要求有機質含量在5%以內。

2.1 實驗儀器和原料

本次試驗采用的實驗設備是101-A型電熱鼓風干燥箱，技術參數：電源功率2 kW，溫度范圍0 ℃～300 ℃，靈敏度±1 ℃。

本實驗采用30組實驗樣品，取樣地點：江蘇徐州市、安徽靈璧縣、山東單縣。應當注意的是：砂土的質量控制在30 g～40 g。對烘干后的試樣應該先放在干燥器中冷卻后再稱量。

2.2 試驗設計

把試驗樣品放到溫度控制在135 ℃±1 ℃的電熱鼓風干燥箱，分別稱取在烘到60 min，90 min，120 min的干土質量，計算含水率，與標準烘干法對比，得到最佳的烘干時間。

2.3 快速烘干法與標準烘干法的實驗數據對比分析

表1 30組試樣含水率實驗結果分析 %

從實驗結果表1和圖1可以看出，采用135 ℃測定含水率時，選擇90 min的烘干時間與標準烘干法測得的數據基本吻合，誤差保持在0.5%以內，采用快速烘干法能大大節省時間，工作效率是標準烘干法的6倍，其效率提高十分明顯。

2.4 實驗結果的回歸分析[3]

設y,x分別為標準烘干法和快速烘干法的含水率，y′，x′為其算術平均值，假定y與x的關系式為：y=a+bx。

b=Lxy/Lxx=1.040。

a=y′-bx′=-0.77。

標準烘干法與快速烘干法的關系式為:

y=1.040x-0.77。

其線性相關系數為：

剩余標準相關系數為：

離散系數為：

Cr=S/y′=0.034。

由此可見，用快速烘干法測定粉土、砂土的含水率，換算到標準烘干法的數值，能夠滿足精度的要求。

3 在實際工程的應用[5]

取被測試樣的粉土，按照工程要求測定最優含水率和最大干密度，測得土的風干含水率是5%，用塑限含水率估計最優含水率為15.0%，分別取2 000 g風干土共5份，按10.0%，12.0%，14.0%，15.0%，18.0%加水控制其含水率，擊實實驗樣品最終獲得5組含水率指標和濕密度指標并推導其干密度。測得結果：含水率分別是8.9%，10.0%，11.9%，14.1%，15.5%，干密度(單位g/cm3)分別是：1.71，1.77，1.81，1.88，1.76，最大干密度是1.88 g/cm3，最優含水率15.1%。完全符合實驗測試要求，在本次工程中取得了良好的效果。

4 結語

由上面的對比實驗數據和實際應用知，采用快速烘干法測結合水比較少的砂土和粉土含水率是可行的，能大大提高工作效率，有資料提供了微波法快速測土的含水率，時間只是10 min左右[2]，但是由于微波爐的體積小，可測的土的數量少，而快速烘干法可以一次測多個土的含水率，我們可以根據具體的情況選擇具體的測試方法。

[1] 張欽喜.土質學與土力學[M].北京：科學出版社，2005.

[2] 李 忠.微波爐法測定土樣含水率實踐初探[J].廣東土木與建筑，2002(5)：53-54.

[3] 龍永紅.概率論與數理統計[M].北京：北京高等教育出版社，2001.

[4] GB/T 50123-1999,土工試驗方法標準[S].

[5] 張留俊，王福勝，李 剛.公路地基處理設計施工實用技術[M].北京：人民交通出版社，2004：21-22.

Research on rapidly drying method technology on measuring water ratio of sand and silt★

MA Hao-xia LUO Min WANG Jun-jun

(JinchengCollege,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing211156,China)

According to researches ontests, the paper illustrates the test method steps for the water ratio of sand and silt of the rapidly drying method, undertakes the comparative analysis of the experimental data of the rapidly drying method and standard drying method, and points out it is feasibleto adopt the rapidly drying method to test the water ratio of soil and it also can promote the efficiency.

rapidly drying method, water ratio, experiment

1009-6825(2014)28-0040-02

2014-07-25★：南京航空航天大學金城學院2013年教育教學改革研究項目

馬好霞(1985- )，女，碩士，助教； 羅 敏(1986- )，女，碩士，助教； 王軍軍(1986- )，男，碩士，助教

TU411

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