（1）土是由大小不同、形状各异的颗粒组成的集合体。为研究土的颗粒组成，将工程性质相近的颗粒归并为一类，称为粒组。将土按颗粒大小分成不同粒组的过程，称为颗粒分析试验。根据颗粒组成进行分类，可粗略地判定土的透水性、可塑性、收缩及膨胀等物理性质。颗粒大小分析试验的结果是级配曲线。在颗粒级配曲线上，可以找到颗粒含量小于10%、30%、60%粒径分别为d10、d30、d60、d10称为有效粒径。对砂性土而言，d10越小，它的透水性越低；黏性土的d10越小，土的可塑性越高，且膨胀性显著。d60为控制粒径。这三个指标组成粗粒土的级配指标。
如图10-12所示，不均匀系数Cu越小，级配曲线越陡，表明土颗粒越均匀；反之，则说明土颗粒组成越不均匀。曲率系数Cc反映土颗粒分布范围。根据工程经验，当Cu≤5时，属级配均匀的土；Cu＞5时，属级配不均匀的土。当Cc＝1～3时，属级配良好；否则，是级配不良的。据此来判定级配的优劣情况。
图10-12 粒径分布曲线
（2）颗粒分析的主要方法有：
①筛析法——适用于粒径为0.075～200mm的土；一般分为干筛（不含小于0.075mm颗粒）和水筛（小于0.075mm颗粒含量小于等于10%）两种，主要适用于粒径大于0.075mm的土。
②密度计法或移液管法——适用于粒径小于0.075mm的土；密度计应进行温度校正；
专用1 000 mL量筒，与密度计配套；正确选用分散剂（一般用氨水）。
③当土中含有粒径大于和小于0.075mm的颗粒，各超过10%时，应联合筛析法和密度计法或移液管法。
（3）在图10-12粒径分布曲线中，四个土样中以土样1的细粒最多，基本上是粉粒和黏粒；土样2的曲线陡峻，表明颗粒比较均匀，大部分集中在粒径变化不大的范围内；土样3的曲线中有一平坡段，表明该范围粒径的颗粒短缺；土样4的曲线坡度较平缓，表明颗粒不均匀，粒径变化范围较大。
在半对数坐标纸上绘制粒径分布曲线，以X表示小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分数，以d表示土粒直径。土的颗粒分析数据表示在X-lgd图形上。
判定级配：
级配良好：Cu≥5，且Cc＝1～3；否则为级配不良。
10.4.6.1 筛析法
筛析法是将土样通过各种不同孔径的筛子，将大小颗粒按筛的孔径逐级加以分组，分别计算出各粒组质量占总质量的百分比，从而分析土的颗粒级配情况。
1.试验所需主要仪器设备
（1）粗细筛各一套：粗筛，筛孔直径为分别为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；细孔筛筛孔直径分别为2.0mm、1.0mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm。
（2）天平：称量5 000g，分度值1g。称量1 000g，分度值0.1g；称量200g，分度值0.01g。
（3）振筛机。
（4）其他：烘箱，瓷盘、研钵等。
2.试验要点
（1）将土样风干，碾散，拌匀，用四分法按表10-29取代表性试样。
表10-29 筛析法取样数量
（2）将试样先过2mm筛，分别称筛上和筛下的试样质量。当筛下的试样质量小于试样总质量的10%时，不作细筛分析；筛上的试样质量小于试样总质量的10%时，不作粗筛分析。
（3）将2mm筛上和筛下的试样，分别倒入依次叠好的粗筛和细筛的最上层，分别进行筛析。筛后依次称各筛上留下的试样质量。各级筛上及底盘内试样质量总和与试验前试样质量的差值，不得大于试样总质量的1%。
（4）对含有黏土粒的砂性土，应先将试样在水容器内加水搅拌，使试样充分浸润，粗细粒分离后过2mm筛。筛上试样烘干后称其质量后进行粗筛分析。筛下试样悬液用带橡皮头的研杵研磨后过0.075mm筛，将筛上试样烘干称其质量后进行细筛分析。
（5）如粒径小于0.075mm试样质量大于试样总质量的10%时，则应将这部分细颗粒用密度计法或移液管法测定其小于0.075mm的颗粒组成。
3.试验结果计算及制图
（1）小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分数：
（2）以小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分数为纵坐标、颗粒粒径为横坐标，在半对数坐标纸上绘制颗粒大小分布曲线，见图10-12。
当粗筛与细筛或筛析法与密度计法联合分析时，应将分段曲线接绘成平滑曲线。
（3）级配指标：
①不均匀系数：
②曲率系数：
10.4.6.2 密度计法
密度计法是根据司笃克斯定律测定的。利用土壤密度计通过测量不同深度处悬液的密度和土粒沉降的距离来计算不同粒径所占的百分比。
1.试验所用的主要仪器设备
（1）密度计：甲种——刻度为5～50，分度值为0.5。刻度值表示在20°C时1 000 mL悬液内所含干土质量；乙种——刻度为0.995～1.020，分度值为0.002。刻度值表示20°C时悬液的密度。
（2）量筒：容积1 000 mL，刻度0～1 000 mL，分度值为10 mL。
（3）细筛和洗筛（孔径0.075mm）。
（4）天平：称量1 000g，分度值0.1g；称量200g，分度值0.01g。
（5）其他；搅拌器、温度计、煮沸设备、秒表、锥形瓶等。
2.试验要点
（1）取相当于 30g 干土质量的风干土或天然湿度的土倒入三角烧瓶中，加纯水约200 mL，浸泡过夜，然后置于煮沸设备上煮沸40 min。
（2）将煮沸冷却的悬液过0.075mm洗筛。取筛上试样烘干，称量、进行细筛分析，并计算各级颗粒占试样总质量的百分比；将筛下悬液全部倒入量筒，加入4%六偏磷酸钠10 mL，再加入纯水至1 000 mL。
（3）用搅拌器在悬液中上下搅拌1 min，取出搅拌器，立即打开秒表，将密度计放入悬液中，测计0.5 min、1 min、5 min、30 min、120 min、1 440 min时的密度计读数，同时测定每次读数时的悬液温度。密度计读数以悬液面上缘为准，甲种密度计准确至0.5，乙种密度计准确至0.000 2。
3.试验结果计算
（1）小于某粒径试样质量占总试样的百分数：
甲种密度计：
CD——分散剂校正值；
n——弯液面校正值；
R——甲种密度计读数。
乙种密计度：
（2）土粒粒径：
为简化计算，公式（10-51）可写成：
（3）以小于某粒径试样质量百分数为纵坐标、土粒直径的对数值为横坐标绘制颗粒大小分布曲线。如与筛析法联合分析，应将两段曲线绘成平滑曲线，见图10-1。
10.4.6.3 移液管法
移液管法也是根据司笃克定律的原理计算出某种粒径的颗粒自液面下沉到一定深度所需的时间，在此预计的时间内用移液管自该深度处取出固定体积的悬液。烘干悬液中水分，然后称干土质量，从而可计算出该粒径土粒的百分比。
1.试验所需主要仪器设备
（1）移液管：容积25 mL。
（2）烧杯：容积50 mL。
（3）天平：称量200g，分度值0.001g。
（4）其他；与密度计法相同。
2.试验要点
（1）制备土的悬液同密度计法。
（2）将装置悬液的量筒置于恒温水槽中至悬液温度稳定，测记悬液温度，准确至0.5°C。
（3）按本标准公式计算粒径小于0.05mm、0.01mm、0.005mm、0.002mm和其他所需粒径下沉一定深度需要静置的时间。
（4）用搅拌器沿悬液深度上下搅拌1 min，取出搅拌器并打开秒表，将移液管的二通阀置于关闭位置，三通阀置于移液管和吸球相通位置，根据各粒径所需的静置时间，提前10 s将移液管放入悬液中，浸入深度10 cm处，用吸球吸取悬液。吸取量不得少于25 mL。
（5）旋转三通阀，使吸球与放液口相通让多余的悬液从放液口流出并收集倒回原悬液中。
（6）将移液管下口放入烧杯内，旋转三通阀，使吸球与移液管相通，用吸球将悬液挤入烧杯中，从上口倒入小量水，旋转二通阀，使上下口连通，则水通过移液管将悬液洗入烧杯中。
（7）将烧杯内悬液蒸干，并在105～110°C温度下烘至恒量，准确至0.001g。
3.试验结果计算及制图
（1）小于某粒径的试样质量占总试样质量的百分比：
（2）颗粒大小分布曲线见图10-12。
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