重要安全说明： 这是一份档案专业文本，而不是当前的实验室或现场手册。所描述的程序包括汞、明火、加热、石蜡以及当今可能有害或不可接受的其他设备和材料。如果没有有效的标准、风险评估、安全数据表、适当的实验室和专业监督，请勿应用它们。该文本不属于 Savo Kusić 当前提供的产品和服务的一部分。
土壤容重的测定
测定土壤体积重量的方法有多种，其中我们将介绍最常用的方法：圆筒法、将样品浸入水中的方法、将样品浸入汞中的方法以及沙子法。
带气缸的程序
该程序使用最广泛，可在现场和实验室中进行。它适用于结合和未结合的土壤。
将具有尖锐下边缘的已知体积的金属圆柱体压入土壤或未扰动或人工压实的样品中，使其完全充满土体。之后，用小刀将样品表面与圆筒的上、下边缘调平，并立即用金属盖封闭并在天平上称重。
如果_W_是带盖的样品的重量，_W0_是带盖的圆柱体本身的重量，_V_是圆柱体的体积
土壤密度 γ 为：
γ = (W - WP)/V
将样品浸入水中的程序
该过程基于浸入水中的物体的体积等于排开的水的体积的物理特性。当无法获得规则几何形状的样本时，它仅适用于结合土壤。
从未受干扰的土壤或较大的样品中，取一块猕猴形状的样品，并在天平上测量其自然状态下的重量_W_。然后用熔化的石蜡覆盖样品，石蜡不能太热，但足以熔化。一薄层石蜡1-2 mm 应完全覆盖整个样品。然后在天平上称量含有石蜡的样品并获得重量_W’。石蜡的重量为_W’ – W。
石蜡的体积_VP_由以下公式计算得出：VP * γP = W’ – W,
其中 γP 是石蜡的体积重量，已知，为 γP = 0,892 p/cm3。
从上面的方程我们可以得到：VP = (W’ – W)/0,892 [cm3]。
SL。 1。 通过将样品浸入水中来确定土壤的体积重量
然后将石蜡包裹的样品用细丝线挂在天平上（图1），使天平平衡，然后立即在样品下方抽一容器蒸馏水，使整个样品浸没在水中。由于样品在水中的重量明显损失，破坏了天平上的平衡，因此通过除去重物重新建立平衡，从而获得石蜡浸入水中的样品的重量_W_。含有石蜡的样品在未浸没和浸没状态下的重量之差给出了排出的水的重量，即如果水的体积重量_YW_ = 1,00，则排出的水的体积_Vw_
从体积_Vw_中减去石蜡_VP_的体积，即可得到样品的体积。
土壤密度为：γ = W/(Vw – VP)*m
其中 m 是由于水温差异而产生的修正系数，因为对于 4 °C 的水温，Y = 1,0： m = γw,T / γw,4oC.
将样品浸入汞中的程序
此程序适用于结合土壤，也适用于需要放弃采集规则几何形状样本的情况，例如，在确定土壤收缩极限时。
图2。 将样品浸入汞中测定土壤的体积重量
将样品浸入完全充满汞的容器中（图2），并借助带有细金属钉的玻璃板对其进行按压，使其完全浸入汞中。将压制后的水银倒入一个较大的容器中，从中取出并测量其重量。如果_W_是样品的重量，_Wz_是排出的汞的重量，_γz_是汞的体积重量，Vz=_V_是等于样品体积的排出的汞的体积；
Vz * γz = Wz * Vz = Wz/ γz
则土壤的容重为：
γ =W*γz /Wz.
砂处理
该测试在现场进行，最常应用于未粘合的土壤、砾石、砾石沙、冰碛材料以及无法用气瓶提取未扰动样品的其他情况。该程序的原理是在地面上挖一个洞，然后用已知体积重量的普通沙子填充，根据该洞的体积确定。土壤的体积重量由开挖质量和孔的体积确定。
将需要确定体积重量的土壤表面弄平，使其水平，然后将尺寸约为40 x 40 cm（图3）的马口铁板放在其上，在直径Ø=20 cm中间切出模板，厚度5 mm，用于在地面上挖洞。将马口铁平放在地面上，并用钉子固定。用手动工具（刀、抹刀、勺子、凿子）穿过模板的开口挖一个直径为20 cm、深度约为20 cm的孔，最好具有垂直的孔壁，但不要在模板外面，并清理干净。将所有挖掘出的材料放置在板上，然后在挖掘后立即在其仍具有自然湿度的情况下在天平上称重并确定其重量_W_。为了稍后确定自然湿度，将样品放置在带盖的铁盒中，以便在现场工作完成后带到干燥室。随后，立即将干燥的普通沙子倒入挖好的孔中，其体积重量 γd 通过测量确定，即根据之前进行的实验室测试，通过相同的漏斗并从相同的高度倒入沙子，h 与现场测试中一样落下。
图。 3。 使用砂试验确定土壤的体积重量
开始测试前，测量烧杯中普通砂的重量，然后将地面上的孔填充至马口铁顶面，然后用长度为40 cm的钢尺调平，测量烧杯中剩余的沙子，从而获得孔中干燥普通砂至马口铁顶面的准确重量_Wd_。挖孔至马口铁上表面的体积_Vd_根据公式_Vd_=Wd/γd.
地面孔洞的体积_V_减去锡模板开口的体积_v_得到：
土体的体积重量_γ_为： γ = W/V, 其中_W_是开挖后立即测量的孔中开挖土体的重量。值得注意的是，使用石膏、油或冷沥青代替沙子，因为沙子在潮湿天气下不太敏感。此外，还有特殊的装置可以更轻松、更快速地进行沙子测试。
表1给出了土壤容重的近似值，需要注意的是，在每种情况下的地质力学分析中，土壤容重应通过实验室或现场试验确定。
土壤湿度的测定
尝试通过多种方式来确定土壤湿度，即使用电干燥器的实验室方法、使用明火干燥的现场方法、使用电石、水下测量和使用空气比重瓶。这里我们只介绍前两种方法，这两种方法在我国最常用。
使用电动干燥机的实验室方法
该方法对于所有类型的土壤来说是最可靠且应用最广泛的。将一块未受干扰的样品土壤放在两个凹面玻璃（称为沙漏）之间，用金属夹固定，并在分析天平上一起称重，然后放入电动干燥机中，在105°C下干燥，直至重量恒定（图4）。干燥过程中的温差不应大于±2°C，因为在较低温度下干燥不完全，在较高温度下样品中的有机成分可能燃烧。在干燥机中用沙漏干燥样品的大约时间对于沙子来说大约为6小时，对于粘土来说大约为12小时。干燥后，将样品用夹子封闭在沙漏中，放入干燥器中冷却至室温，然后再次称重。
SL。 4。 用夹子在沙漏中干燥样品
如果_W_是自然潮湿状态下带沙漏和夹子的样品重量，_Ws_是干燥状态下带沙漏和夹子的样品重量，_Wt_是沙漏和夹子的重量，则根据阿特伯格的定义，土壤湿度_w_是水的重量除以干燥状态下土壤的重量，即： w = W-Ws / Ws-Wt * 100[%]。
土壤孔隙度和孔隙度系数的测定
该测试是在未受干扰的样品上进行的，前提是可以在未受干扰的状态下确定其体积。
将已知体积的金属圆柱体压入原状土壤或较大尺寸的样品中，将样品的上表面与圆柱体的边缘调平，然后将其放在105°C上干燥直至重量恒定，然后在室温下冷却，与圆柱体一起在天平上再次称重。
若_V_为圆柱体的内容积，_Vm_为无孔土壤固体的体积，_Wd_为样品的干重，_γs_为固体颗粒的体积重量，则土壤孔隙度_n_为
体积_Vm_根据样品干重_Wd_确定：
即占土壤总体积的百分比
由于_γd = Wd/V_，即土壤的干容重，因此可以将
n = 100* (1 – γd/ γs) [%].
孔隙系数的计算公式为_e_ = n/(1-n)。
对于设计、质量控制或工程执行，请使用现行法规、标准化测试方法和授权实验室。该文本被保存为历史教育资源。