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土壤自由膨脹率試驗儀的試驗操作步驟

以下是基于 GB/T 50123-2019《土工試驗方法標準》 和 JTG E40-2007《公路土工試驗規程》 的土壤自由膨脹率試驗儀操作步驟，結合儀器結構與標準要求詳細拆解，確保操作規范性和結果準確性：

一、試驗前準備：儀器與試劑校準

1、儀器檢查

1.1確認無頸漏斗下口直徑 4.5mm、量土杯容積 10mL，量筒分度值≤0.2mL，支架固定漏斗與量土杯中心對齊且距離 10mm（用直尺校準）。1.2天平精度 0.01g，用于稱量土樣（平行樣誤差）。

2、試劑制備

配制 5% 氯化鈉溶液：稱取 5g 氯化鈉溶于 100mL 蒸餾水中，攪拌至W全溶解，用于抑制土粒絮凝（標準強制要求）。

二、土樣制備：烘干與篩分

1、土樣烘干

取代表性風干土樣 200~300g，放入 105~110℃烘箱中烘干 8~12h，至恒重后取出，冷卻至室溫（避免吸濕）。

2、過篩處理

將烘干土樣用孔徑 0.5mm 篩篩分，取篩下土作為試驗樣品（標準規定＜0.5mm 土粒，確保土樣均勻分散）。

三、裝樣操作：土樣體積標定

1、量土杯裝樣

1.1取篩下土樣倒入無頸漏斗中，漏斗下口對準量土杯中心，距離 10mm（支架固定位置）。1.2輕敲漏斗壁，使土樣自然落入量土杯，直至土樣堆滿杯口（避免壓實，保持松散狀態）。

2、刮平與稱量

2.1用刮平刀沿量土杯口水平刮去多余土樣，確保土樣體積為 10mL（V?=10mL）。2.2稱量量土杯與土樣總質量（m?），精確至 0.01g，計算土樣質量 m = m? - 量土杯質量（平行樣質量差）。

四、膨脹試驗：土樣入水與體積觀測

1、量筒注水與加試劑

取 50mL 量筒，注入 30mL 5% 氯化鈉溶液（液面距量筒口約 20mm），記錄初始液面 V?（如 30.0mL）。

2、土樣投放與分散

2.1將量土杯中的土樣小心倒入量筒（避免灑出），用洗耳球吸取少量氯化鈉溶液沖洗量土杯內壁，洗液并入量筒。2.2用攪拌器（金屬棒）沿量筒壁緩慢攪拌 10 次（10s 內完成），使土樣充分分散（標準要求攪拌速度均勻，避免氣泡）。

3、膨脹體積讀數

3.1攪拌后靜置，每隔 5h 讀取量筒液面刻度（土樣膨脹穩定后體積 V_w），直至兩次讀數差值（視為膨脹穩定）。3.2讀數時視線與凹液面Z低處齊平，避免 parallax error（ parallax error 即視差誤差）。

五、結果計算：自由膨脹率量化

1、公式計算

1.1自由膨脹率 ，其中：V0=10mL（土樣原始體積）；1.2Vw 為膨脹穩定后體積（如最終讀數 45.0mL，則 Vw=45.0mL）。1.3示例：若 Vw=45.0mL，則 δef=1045?10×100%=350%。

2、平行試驗與誤差控制

同一土樣需做 2 次平行試驗，兩次結果差值≤2%，取平均值作為最終結果（如第一次 350%，第二次 352%，差值 2%，符合要求）。

六、注意事項：操作關鍵控制點

七、異常情況處理

1、土樣結塊：若倒入量筒后土樣成團，需重新制備土樣（過篩不C底或烘干不充分）。

2、氣泡過多：攪拌速度過快易引入氣泡，需用攪拌器輕敲量筒壁排出氣泡后重新讀數。

3、平行樣誤差超差：檢查裝樣量、試劑用量或讀數偏差，必要時重新試驗（誤差＞2% 需重做）。

通過以上步驟，可規范完成土壤自由膨脹率測定，為膨脹土工程評價（如地基脹縮性、路基穩定性）提供準確數據。操作中需嚴格遵循國家標準，確保每一步驟的可重復性和結果可靠性。要想了解更詳細的試驗操作步驟，可隨時聯系河北天棋星子檢測設備有限公司工作人員。