马好霞 罗 敏 王军军

(南京航空航天大学金城学院，江苏 南京 211156)

快速烘干法测定砂土及粉土含水率的试验研究★

马好霞 罗 敏 王军军

(南京航空航天大学金城学院，江苏 南京 211156)

通过试验研究，阐述了快速烘干法测定土的含水率的试验方法步骤，并将快速烘干法与标准烘干法的实验数据进行了对比分析，指出采用快速烘干法测定土的含水率是可行的，并且能够提高工作效率。

快速烘干法，含水率，试验

测定土的含水率，为计算土的孔隙比、液性指数、饱和度以及土的其他物理、力学实验提供必要的数据，也为桩基承载力和路基压实度提供必要的参数。土中的水分为结合水和自由水，结合水在温度为150 ℃时才开始蒸发，而自由水在达到100 ℃时已经开始变成气体[1]。我们测土中的含水率主要是测其自由水的百分含量，由于砂土、粉土大部分为自由水，可以尝试采用快速烘干法测含水率。

1 标准烘干法

标准烘干法是将有机质含量少于5%，质量在15 g～30 g的土样放入105 ℃～110 ℃的电热烘箱中烘到恒值时，所失去的水分和达恒重后的干土质量比值，采用百分数表示。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]计算。采用这种方法测得的结果很准确，但是耗时多，为了快速控制、分析岩土工程试验的影响因素，提高工程进度，除了采用微波法[2]外我们也可以采用快速烘干法测定土的含水率。

2 快速烘干法测土的含水率的实验研究

经过多次实验优选对比，初步选定温度控制在135 ℃±1 ℃，烘干时间为90 min,这种方法定义为快速烘干法。对比试验用的是砂土、粉土，要求有机质含量在5%以内。

2.1 实验仪器和原料

本次试验采用的实验设备是101-A型电热鼓风干燥箱，技术参数：电源功率2 kW，温度范围0 ℃～300 ℃，灵敏度±1 ℃。

本实验采用30组实验样品，取样地点：江苏徐州市、安徽灵璧县、山东单县。应当注意的是：砂土的质量控制在30 g～40 g。对烘干后的试样应该先放在干燥器中冷却后再称量。

2.2 试验设计

把试验样品放到温度控制在135 ℃±1 ℃的电热鼓风干燥箱，分别称取在烘到60 min，90 min，120 min的干土质量，计算含水率，与标准烘干法对比，得到最佳的烘干时间。

2.3 快速烘干法与标准烘干法的实验数据对比分析

表1 30组试样含水率实验结果分析 %

从实验结果表1和图1可以看出，采用135 ℃测定含水率时，选择90 min的烘干时间与标准烘干法测得的数据基本吻合，误差保持在0.5%以内，采用快速烘干法能大大节省时间，工作效率是标准烘干法的6倍，其效率提高十分明显。

2.4 实验结果的回归分析[3]

设y,x分别为标准烘干法和快速烘干法的含水率，y′，x′为其算术平均值，假定y与x的关系式为：y=a+bx。

b=Lxy/Lxx=1.040。

a=y′-bx′=-0.77。

标准烘干法与快速烘干法的关系式为:

y=1.040x-0.77。

其线性相关系数为：

剩余标准相关系数为：

离散系数为：

Cr=S/y′=0.034。

由此可见，用快速烘干法测定粉土、砂土的含水率，换算到标准烘干法的数值，能够满足精度的要求。

3 在实际工程的应用[5]

取被测试样的粉土，按照工程要求测定最优含水率和最大干密度，测得土的风干含水率是5%，用塑限含水率估计最优含水率为15.0%，分别取2 000 g风干土共5份，按10.0%，12.0%，14.0%，15.0%，18.0%加水控制其含水率，击实实验样品最终获得5组含水率指标和湿密度指标并推导其干密度。测得结果：含水率分别是8.9%，10.0%，11.9%，14.1%，15.5%，干密度(单位g/cm3)分别是：1.71，1.77，1.81，1.88，1.76，最大干密度是1.88 g/cm3，最优含水率15.1%。完全符合实验测试要求，在本次工程中取得了良好的效果。

4 结语

由上面的对比实验数据和实际应用知，采用快速烘干法测结合水比较少的砂土和粉土含水率是可行的，能大大提高工作效率，有资料提供了微波法快速测土的含水率，时间只是10 min左右[2]，但是由于微波炉的体积小，可测的土的数量少，而快速烘干法可以一次测多个土的含水率，我们可以根据具体的情况选择具体的测试方法。

[1] 张钦喜.土质学与土力学[M].北京：科学出版社，2005.

[2] 李 忠.微波炉法测定土样含水率实践初探[J].广东土木与建筑，2002(5)：53-54.

[3] 龙永红.概率论与数理统计[M].北京：北京高等教育出版社，2001.

[4] GB/T 50123-1999,土工试验方法标准[S].

[5] 张留俊，王福胜，李 刚.公路地基处理设计施工实用技术[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★：南京航空航天大学金城学院2013年教育教学改革研究项目

马好霞(1985- )，女，硕士，助教； 罗 敏(1986- )，女，硕士，助教； 王军军(1986- )，男，硕士，助教

TU411

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