光電液塑限聯(lián)合測定儀的界限含水率試驗主要內(nèi)容是測試細(xì)粒土的液限含水率（ωL）和塑限含水率（ωP），簡稱液限和塑限,，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利用塑性圖上對土進(jìn)行分類和利用IL判斷天然土所處的狀態(tài),，其次是測試土的縮限ωS,。本章僅介紹液限和塑限的試驗方法。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°

測讀入土深度： 0～22mm

測讀精度： 0.1mm,，估讀0.05mm

圓錐下落至讀數(shù)顯示時間： 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)生類似于液體的流動現(xiàn)象,。同乎沒有強度；

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刻的形狀不變,。有一定的抗剪強度；

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（簡稱液限,，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（簡稱塑限,，記作ωP），半固態(tài)與固態(tài)分界處的含水率叫縮限含水率（簡稱縮限ωS）,。實際上,，土體不同狀態(tài)之間的過渡是漸變的，為了使用上的方便,，將給定的試驗方法得到的含水率稱作界限含水率,。本章介紹中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50123-1999）中規(guī)定的液限和塑限試驗方法。

試驗原理和試驗方法

一,、液限試驗原理和方法

重塑土處于液態(tài)時,，在自重作用下發(fā)生流動，而處于可塑態(tài)時,，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渡,。試驗時，給予試樣一個小的外力作用,，在一定的時間內(nèi),，變形量達(dá)到規(guī)定值時的含水率叫做液限含水率。規(guī)范中給出了兩種液限試驗方法：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時對應(yīng)的試樣含水率為液限含水率,。我國交通部規(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時對應(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,，在土中以特制開槽器開一寬2mm的槽,，以一定的能量（落高10mm）讓土樣喋與硬橡膠基座碰撞，這一過程中,，土向槽內(nèi)流動,，當(dāng)槽兩側(cè)土靠攏長度為13mm，撞擊次數(shù)為25次,，對應(yīng)的試樣含水率定義為液限含水率,。

塑限試驗原理和方法

塑限試驗利用土體處于可塑態(tài)時，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,，當(dāng)變形達(dá)到一定值（或受力較大）時發(fā)生斷裂的特點。試驗時給予一定外力,，使試樣變形達(dá)到規(guī)定值剛好出現(xiàn)裂縫時所對應(yīng)的含水率作為限含水率,。國標(biāo)中據(jù)此給出了兩種試驗方法：搓滾法和液、塑限聯(lián)合測定儀法,，并且以后者為標(biāo)準(zhǔn),。

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

2,、液、塑限聯(lián)合測定儀法：采用與錐式液限儀*相同的儀器,，通過與搓條法對比,，得到76g圓錐在5秒鐘內(nèi)錐尖入土深度為2mm時對應(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時對應(yīng)的含水率為塑限含水率,。

為了減少錐式液限儀在試驗過程中人為因素的影響，提高試驗精度,，我國設(shè)計出了液,、塑限聯(lián)合測定儀，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時對應(yīng)的含水率為塑限,。交通部規(guī)范給出了100g圓錐聯(lián)合測定儀法的液限含水率ωL與塑限入土深度hP經(jīng)驗關(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)造和試驗步驟

一、試驗儀器

液限、塑限試驗的試驗儀器主要包括：

1,、錐式液限儀：見圖5-2所示,；

2、喋式液限儀：見圖5-3所示,；

3,、光電式液限、塑限聯(lián)合測定儀：見圖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,，含水率試驗全部設(shè)備等,。

二、光電式液限,、塑限聯(lián)合測定儀的構(gòu)造

光電式液限,、塑限聯(lián)合測定儀,，見圖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0.3mm。微分尺刻線距離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、時間控制：落錐后延時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，喋盤對應(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：搖柄是搖動時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)合測定儀法試驗步驟

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，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,，靜置一段時間即可；對風(fēng)干土樣,，過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,；

2,、將試樣用調(diào)土刀調(diào)勻,，密實地填入試杯中,，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，使初始讀數(shù)于零刻線處,。調(diào)節(jié)升降底。使圓錐尖剛好接觸土面,，放開圓錐儀，圓錐儀在自重作用下插入土中,，經(jīng)過5秒鐘后測讀圓錐儀下沉深度,；

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

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