粒度成分表示方法及试验指南

经过试验分析，知道了土样中各粒组的相对含量之后，就可用一定的方法将它表示出来。

1.表格法

以列表的形式直接表达各粒组的百分含量，见表7.12。

表7.12　土的粒度成分表格法

2.累积曲线法

它是一种比较完善的图示方法。通常用半对数坐标纸绘制，以土粒粒径尺寸的常用对数作为横坐标，小于某一粒径尺寸的粒组累计相对含量的百分比为纵坐标，将经过筛分法或沉降法所得到的粒度成分分析结果，绘制在这个半对数坐标纸上，就得到了粒度成分的累积曲线图（见图7.7）

图7.7　土颗粒成分累积曲线

从累积曲线图上可以看出：曲线平缓，表明土的粒度成分混杂，大小粒组都有，各粒组的相对含量都差不多；曲线坡度较陡，表明土粒比较均匀，斜率最大线段处所包括的粒组在土样中的含量最多，成为具有代表性的粒组。

（1）累积曲线的用途。

① 从累积曲线的形态及分布的粒组区间可判断土的粒度成分的级配特征。

② 利用累积曲线可以求得有关土粒的级配指标、不均匀系数CU和曲率系数CC。

③ 通过累积曲线可以查知各粒组的相对含量，给土进行命名。

（2）土粒的级配指标。

① 不均匀系数CU。不均匀系数反映土粒大小不同组的分布情况，它是限定粒径d60与有效粒径d10的比值：(www.xing528.com)

式中　CU——土的不均匀系数；

d10——有效粒径，在累积曲线上，累积含量为10% 时所对应在横坐标上的粒径值（mm）；

d60——限定粒径，在累积曲线上，累积含量为60% 时所对应在横坐标上的粒径值（mm）。

不均匀系数CU可反映土的粗细情况和级配情况，CU值越大，曲线越平缓，表明土粒大小的分布范围大，土的级配良好；CU值越小，曲线越陡，表明土粒大小相似，土的级配不好。一般认为CU＜5时，属于均匀粒土，其级配不良；CU≥5的土为不均粒土，级配良好。在实际工作中，仅用CU来判别土粒级配的好坏是不够的，还必须分析曲率系数CC。

② 曲率系数CC：

式中　CC——累积曲线的曲率系数；

d30——在累积曲线上，累积含量为30% 所对应在横坐标上的粒径值（mm）；其余符号意义同前。

CC值越高，表明土的均匀程度高；反之，均匀程度低。在工程中，常利用累积曲线法及其中的两个指标来判定土的级配优劣情况。根据工程经验，只有同时满足CC≥5和CC=1～3这两个条件时，土才为级配良好的，否则为级配不良的土。

3.三角坐标法

三角坐标法是一种图示法。利用等边三角形中任意一点至三边的垂线之和恒等于三角形之高的原理来表示粒度成分。用作图法决定三条线的交点，这个点在三角形中的位置，就表示3个粒组的相互关系。如图7.8中的m点，该点表示某土样的黏度成分中黏粒占23%、粉粒占47% 和砂粒占30%。将它们的相对含量分别用1h、2h、3h表示，取一个等边三角形的三边分别为黏粒、粉粒及砂粒的零线，至于对应角顶高划分为100%，按照上述作图法找出交点m，从m点至黏粒零线边的垂距为0.23H，即表示黏粒的含量为23%，依次m点至粉粒零线边的垂距为0.47H，至砂粒零线边的垂距为0.3H（H为100%，H=h1、h2、h3）。

图7.8　三角坐标表示粒度成分

三角坐标法的优点很多，能在同一张坐标图上，用若干点表示若干个土样的粒度成分，供我们分析比较。三角坐标法在道路工程、水利工程中是常用的方法。