光電液塑限聯(lián)合測(cè)定儀的界限含水率試驗(yàn)主要內(nèi)容是測(cè)試細(xì)粒土的液限含水率（ωL）和塑限含水率（ωP），簡(jiǎn)稱(chēng)液限和塑限,，由此獲得塑性指數(shù)Ip=ωL－ωP,、液性指數(shù)Il=（ω－ωP）/IP,，由ωL和IP利用塑性圖上對(duì)土進(jìn)行分類(lèi)和利用IL判斷天然土所處的狀態(tài)，其次是測(cè)試土的縮限ωS,。本章僅介紹液限和塑限的試驗(yàn)方法。粘性土隨著含水率的變化,，其物理狀態(tài)和力學(xué)性質(zhì)也發(fā)生明顯的變化,。如圖5-1所示,。土體在不同含水率下可能處于如下不同的狀態(tài)：
光電液塑限聯(lián)合測(cè)定儀【技術(shù)參數(shù)】

圓錐儀總重： 76g±0.2g和100g±0.2g

圓錐角度： 30°±0.2°

測(cè)讀入土深度： 0～22mm

測(cè)讀精度： 0.1mm，估讀0.05mm

圓錐下落至讀數(shù)顯示時(shí)間： 5秒

電磁吸力： >100g

電源： 交流220V±10%

1,、液態(tài)：土體重塑后,，在自重作用下不能保持其形狀,，發(fā)生類(lèi)似于液體的流動(dòng)現(xiàn)象。同乎沒(méi)有強(qiáng)度；

2,、可塑態(tài)：土體重塑后,，在自重作用下,，能保持其形狀。在外力作用下,，將發(fā)生持續(xù)的塑性變形而不產(chǎn)生斷裂，外力消失后,，即保持外力消失前那一時(shí)刻的形狀不變,。有一定的抗剪強(qiáng)度；

3,、半固態(tài)：在較小的外力作用下，產(chǎn)生彈性變形為主的變形,，當(dāng)外力超過(guò)一定值后,，土體發(fā)生斷裂。土體體積隨含水率減小而減?。?/p>

4,、固態(tài)：變形性質(zhì)類(lèi)似于半固態(tài),，但其體積趨于穩(wěn)定,，不隨含水率變化而變化。

中我們把液態(tài)與可塑態(tài)分界處的含水率叫液限含水率（簡(jiǎn)稱(chēng)液限,，記作ωi），可塑態(tài)與半固態(tài)分界處的含水率叫塑限含水率（簡(jiǎn)稱(chēng)塑限,，記作ωP），半固態(tài)與固態(tài)分界處的含水率叫縮限含水率（簡(jiǎn)稱(chēng)縮限ωS）,。實(shí)際上，土體不同狀態(tài)之間的過(guò)渡是漸變的,，為了使用上的方便,，將給定的試驗(yàn)方法得到的含水率稱(chēng)作界限含水率,。本章介紹中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50123-1999）中規(guī)定的液限和塑限試驗(yàn)方法,。

試驗(yàn)原理和試驗(yàn)方法

一、液限試驗(yàn)原理和方法

重塑土處于液態(tài)時(shí),，在自重作用下發(fā)生流動(dòng)，而處于可塑態(tài)時(shí),，必須施加外力作用才發(fā)生變形,。由此我們知道,，在兩種態(tài)的分界處，土從不能承受外力向能承受一定外力過(guò)渡,。試驗(yàn)時(shí),，給予試樣一個(gè)小的外力作用,，在一定的時(shí)間內(nèi)，變形量達(dá)到規(guī)定值時(shí)的含水率叫做液限含水率,。規(guī)范中給出了兩種液限試驗(yàn)方法：錐式液限儀法和喋式液限儀法,。并以前者為標(biāo)準(zhǔn)方法,。

1、錐式液限儀法：錐式液限儀法用圓角為30°,，質(zhì)量為76g的不銹鋼圓錐,，在重力作用下,，5秒鐘內(nèi)刺入深度為17mm時(shí)對(duì)應(yīng)的試樣含水率為液限含水率。我國(guó)交通部規(guī)范規(guī)定的錐式液限儀質(zhì)量為100g,，5秒鐘內(nèi)刺入深度為20mm時(shí)對(duì)應(yīng)的試樣含水率為液限含水率,；

2,、喋式液限儀法：喋式液限儀法是在規(guī)定的試樣喋中盛土，在土中以特制開(kāi)槽器開(kāi)一寬2mm的槽,，以一定的能量（落高10mm）讓土樣喋與硬橡膠基座碰撞,，這一過(guò)程中,，土向槽內(nèi)流動(dòng)，當(dāng)槽兩側(cè)土靠攏長(zhǎng)度為13mm,，撞擊次數(shù)為25次,，對(duì)應(yīng)的試樣含水率定義為液限含水率,。

塑限試驗(yàn)原理和方法

塑限試驗(yàn)利用土體處于可塑態(tài)時(shí)，在外力作用下產(chǎn)生任意變形而不發(fā)生斷裂,；土體處于半固態(tài)時(shí),，當(dāng)變形達(dá)到一定值（或受力較大）時(shí)發(fā)生斷裂的特點(diǎn),。試驗(yàn)時(shí)給予一定外力，使試樣變形達(dá)到規(guī)定值剛好出現(xiàn)裂縫時(shí)所對(duì)應(yīng)的含水率作為限含水率,。國(guó)標(biāo)中據(jù)此給出了兩種試驗(yàn)方法：搓滾法和液、塑限聯(lián)合測(cè)定儀法,，并且以后者為標(biāo)準(zhǔn),。

1、搓滾法塑限試驗(yàn)：用手掌在手玻璃板上搓土條,，當(dāng)土條直徑剛好在3mm時(shí)出現(xiàn)裂縫，對(duì)應(yīng)的含水率叫塑限含水率,，這種方法是國(guó)內(nèi)外大多土工試驗(yàn)方法所采用的方法,；

2,、液、塑限聯(lián)合測(cè)定儀法：采用與錐式液限儀*相同的儀器,，通過(guò)與搓條法對(duì)比,，得到76g圓錐在5秒鐘內(nèi)錐尖入土深度為2mm時(shí)對(duì)應(yīng)的含水率與搓條法得到的塑限接近，因此,，定義76g圓錐儀在5秒鐘內(nèi)錐尖入土深度為2mm時(shí)對(duì)應(yīng)的含水率為塑限含水率,。

為了減少錐式液限儀在試驗(yàn)過(guò)程中人為因素的影響，提高試驗(yàn)精度,，我國(guó)設(shè)計(jì)出了液、塑限聯(lián)合測(cè)定儀,，并規(guī)定以此儀器為準(zhǔn),，將76g圓錐在5秒鐘內(nèi)入土深度為2mm時(shí)對(duì)應(yīng)的含水率為塑限,。交通部規(guī)范給出了100g圓錐聯(lián)合測(cè)定儀法的液限含水率ωL與塑限入土深度hP經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，由此關(guān)系式據(jù)ωL查hp,，然后由圓錐入土深度與含水率的關(guān)系圖查出塑限ωP,。

儀器構(gòu)造和試驗(yàn)步驟

一,、試驗(yàn)儀器

液限、塑限試驗(yàn)的試驗(yàn)儀器主要包括：

1,、錐式液限儀：見(jiàn)圖5-2所示,；

2,、喋式液限儀：見(jiàn)圖5-3所示；

3,、光電式液限,、塑限聯(lián)合測(cè)定儀：見(jiàn)圖5-4所示,；

4、其它設(shè)備：毛玻璃板,，調(diào)土刀,，0.5mm孔徑分析篩，凡士林,，純水，含水率試驗(yàn)全部設(shè)備等,。

二,、光電式液限,、塑限聯(lián)合測(cè)定儀的構(gòu)造

光電式液限,、塑限聯(lián)合測(cè)定儀，見(jiàn)圖5-4,。主要組成部分包括：

1、圓錐儀：包括錐體,、微分尺,、平衡裝置部分,，部質(zhì)量76g±0.2g（公路標(biāo)準(zhǔn)100g±0.2g）。錐角30°±0.2°,，錐尖磨損量不超過(guò)0.3mm。微分尺刻線(xiàn)距離0.1mm,，其頂端為磨平鐵質(zhì)材料,，能被磁鐵平穩(wěn)吸住,；

2、電磁鐵部分：磁鐵吸引力76g錐大于1N,，100g錐大于1.5N,；

3,、光學(xué)投影部分：包括光源、濾光鏡,、物鏡,、反射鏡及讀數(shù)屏幕,，放大10倍；

4,、升降座：使試樣杯在一定范圍內(nèi)能垂直升降,；

5,、時(shí)間控制：落錐后延時(shí)5秒的顯示或提示裝置。

三,、喋式液限儀的構(gòu)造

喋式液限儀,，見(jiàn)圖5-3所示,，主要組成部分包括：

1,、劃刀,；刀口寬2mm，刀高10mm,，刀側(cè)面夾角60°,，刀口圓弧半徑22mm,；

2、土喋：黃銅制成,，喋盤(pán)對(duì)應(yīng)的圓球半徑54mm，喋大深度27mm,，喋中填土厚處10mm，喋底至底座間落間落高10mm,；

3,、支架：將土喋鉸支于底座上,；

4、底座：為一長(zhǎng)方體硬橡膠塊,，硬度和彈性模量值有嚴(yán)格規(guī)定；

5,、其它部分：搖柄是搖動(dòng)時(shí)使土喋上升后自由落下；蝸輪是配合手柄完成上升土喋功能,；調(diào)整板是調(diào)整土喋落高,。

四,、液限、塑限聯(lián)合測(cè)定儀法試驗(yàn)步驟

1,、制備試樣：可采用天然含水率土樣或風(fēng)干土樣制備,。采用天然土樣時(shí)，剔除大于0.5mm土粒,，取代表性土樣約600g，拌和均勻后分成3份,，制成不同含水率的土膏，使它們的圓錐入土深度分別在4~6mm,、9~11mm和16~19mm,，靜置一段時(shí)間即可,；對(duì)風(fēng)干土樣，過(guò)0.5mm篩,，取篩下土約400g分成三份后，分別加水制成3種不同含水率的試樣,，3種土膏的圓錐入土深度與天然含水率土樣制成的土膏相同,，拌和均勻后密封于保濕缸中靜置24小時(shí),；

2、將試樣用調(diào)土刀調(diào)勻,，密實(shí)地填入試杯中,，土中不能含土封閉氣泡,，將高出試樣杯的余土用調(diào)土刀括平，隨即將試樣放于儀器底座上,；

3,、取圓錐儀,，在錐尖涂以極薄凡士林，接通電源,，使磁鐵吸穩(wěn)圓錐儀,；

4、調(diào)節(jié)屏幕基線(xiàn),，使初始讀數(shù)于零刻線(xiàn)處,。調(diào)節(jié)升降底。使圓錐尖剛好接觸土面,，放開(kāi)圓錐儀,，圓錐儀在自重作用下插入土中，經(jīng)過(guò)5秒鐘后測(cè)讀圓錐儀下沉深度,；

5、重復(fù)步驟2,、3、4,，進(jìn)行另外兩個(gè)試樣的圓錐入土深度h和對(duì)應(yīng)含水率ω的測(cè)試,；

6,、在h-ω圖上將三點(diǎn)h和對(duì)應(yīng)的液限ωL17、10mm液限ωL10和2mm對(duì)應(yīng)的塑限ωP（公路規(guī)范100g圓錐低度液限對(duì)應(yīng)的入土深度為20mm,，由液限查圖5-5得到塑限對(duì)應(yīng)的入土深度hp,，然后由hp查圖5-6得到塑限ωp）。