本文引用GB/T 50123-2019《土工试验方法标准》中试样制备和饱和
1一般规定
1.1试样制备的扰动土和原状土的颗粒粒径应小于60mm。
1.2制备特殊试样的程序应符合有关试验的规定。
1.3试样制备的数量视试验需要而定，应多制备1个～2个备用。原状土样同一组试样的密度最大允许差值应为±0.03g/cm³,含水率最大允许差值应为士2%;扰动土样制备试样密度、含水率与制备标准之间最大允许差值应分别为±0.02g/cm³与±1%;扰动土平行试验或一组内各试样之间最大允许差值应分别为±0.02g/cm³与±1%。
1.4扰动土试样的制备视工程实际情况可分别采用击样法、击实法和压样法。
2仪器设备
2.1制备试样需用的主要仪器设备应符合下列规定：
筛：孔径20mm、5mm、2mm、0.5mm;
洗筛：孔径0.075mm;
台秤：称量10kg～40kg,分度值5g;
天平：称量1000g,分度值0.1g;称量200g,分度值0.01g;
TD144J型土工三轴试验击实器：包括活塞、导筒和环刀；
TD102-4型真空饱和法整体装置抽气机(附真空表);饱和器(附金属或玻璃的真空缸)。
制备试样需用的其他设备：烘箱、干燥器、保湿器、研钵、木锤、木碾、橡皮板、玻璃瓶、玻璃缸、修土刀、钢丝锯、凡士林、土样标签及盛土器。
以上产品我公司均有生产和经营。
3扰动土试样预备程序
3.1细粒土试样预备程序应符合下列规定：
1对扰动土试样进行描述，描述内容可包括颜色、土类、气味及夹杂物；当有需要时，将扰动土充分拌匀，取代表性土样进行含水率测定。
2将块状扰动土放在橡皮板上用木碾或利用碎土器碾散，碾散时勿压碎颗粒；当含水率较大时，可先风干至易碾散为止。
3根据试验所需试样数量，将碾散后的土样过筛。过筛后用四分对角取样法或分砂器，取出足够数量的代表性试样装入玻璃缸内，试样应有标签，标签内容应包括任务单号、土样编号、过筛孔径、用途、制备日期和试验人员，以备各项试验之用。对风干土，应测定风干含水率。
4配制一定含水率的试样，取过筛的风干土1kg～5kg,平铺在不吸水的盘内，按本标准式(7.2)计算所需的加水量，用喷雾器喷洒预计的加水量，静置一段时间，装入玻璃缸内密封，润湿一昼夜备用，砂性土润湿时间可酌情减短。
5测定湿润土样不同位置的含水率，取样点不应少于2个，最大允许差值应为±1%。
6对不同土层的土样制备混合土试样时，应根据各土层厚度，按权数计算相应的质量配合，然后应按本标准第3.1条第1款～第4款的规定进行扰动土的预备工作。
3.2粗粒土试样预备程序应符合下列规定：
1对砂及砂砾土，可按四分法或分砂器细分土样。取足够试验用的代表性土试样供颗粒分析试验用，其余过5mm筛。筛上和筛下土样分别贮存，供做比重及相对密度等试验用。取一部分过2mm筛的试样供做直剪、固结力学性试验用。
2当有部分黏土依附在砂砾石表面时，先用水浸泡，将浸泡过的土样在2mm筛上冲洗，取筛上及筛下代表性的试样供做颗粒分析试验用。
3将冲洗下来的土浆风干至易碾散为止，应按本标准第3.1条第2款～第4款的规定进行预备工作。
4扰动土试样制备
1扰动土试样的制备，根据工程实际情况可分别采用击样法、击实法和压样法。
2击样法应按下列步骤进行：
1根据模具的容积及所要求的干密度、含水率，应按本标准式(7.1)、式(7.2)计算的用量制备湿土试样；
2将湿土倒入模具内，并固定在底板上的击实器内，用击实方法将土击入模具内；
3称取试样质量，应符合本标准第1.3条的规定。
3击实法应按下列步骤进行：
1根据试样所要求的干密度、含水率，应按本标准式(7.1)、式(7.2)计算的用量制备湿土试样。
2应按本标准第13.3.1条、第13.3.2条的规定，将土样击实到所需的密度，用推土器推出。
3将试验用的切土环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下，放在土样上。用切土刀将土样切削成稍大于环刀直径的土柱。然后将环刀垂直向下压，边压边削，至土样伸出环刀为止。削去两端余土并修平。擦净环刀外壁，称环刀、土总量，准确至0.1g,并应测定环刀两端削下土样的含水率，应符合本标准第1.3条的规定。
4压样法应按下列步骤进行：
1应按本标准第2条第1款的规定制备湿土试样，称出所需的湿土量。将湿土倒入压样器内，拂平土样表面，以静压力将土压入。
2称取试样质量，并应符合本标准第1.3条的规定。
5本试验的记录格式应符合本标准附录D表D.1的规定。
5原状土试样制备
5.1应小心开启原状土样包装皮，辨别土样上下和层次，整平土样两端。无特殊要求时，切土方向应与天然层次垂直。
5.2应按本标准第3条第3款的操作步骤执行，切取试样，试样与环刀应密合。
5.3切削过程中，应细心观察土样的情况，并应描述土样的层次、气味、颜色，同时记录土样有无杂质、土质是否均匀、有无裂缝等情况。
5.4切取试样后剩余的原状土样，应用蜡纸包好置于保湿器内，以备补做试验之用；切削的余土做物理性试验。
5.5应视试样本身及工程要求，决定试样是否进行饱和，当不立即进行试验或饱和时，应将试样暂存于保湿器内。
5.6原状土开土记录格式应符合本标准附录D表D.2的规定。
6试样饱和
6.1试样饱和方法视土样的透水性能，可选用浸水饱和法、毛管饱和法及真空抽气饱和法。
1砂土可直接在仪器内浸水饱和；
2较易透水的细粒土，渗透系数大于1×10⁻⁴cm/s时，宜采用毛管饱和法；
3不易透水的细粒土，渗透系数小于1×10⁻⁴cm/s时，宜采用真空饱和法；当土的结构性较弱时，抽气可能发生扰动者，不宜采用真空饱和法。
6.2毛管饱和法应按下列步骤进行：
1选用框式饱和器(图6.2),在装有试样的环刀两面贴放滤纸，再放两块大于环刀的透水板于滤纸上，通过框架两端的螺丝将透水板、环刀夹紧；
图6.2框式饱和器
1一框架；2一透水板；3一环刀
2将装好试样的饱和器放入水箱中，注入清水，水面不宜将试样淹没；
3关上箱盖，防止水分蒸发，借土的毛细管作用使试样饱和，约需3d;
4试样饱和后，取出饱和器，松开螺丝，取出环刀，擦干外壁，吸去表面积水，取下试样上下滤纸，称环刀、土总量，准确至0.1g,应按本标准式(7.5)计算饱和度；
5如饱和度小于95%时，将环刀再装入饱和器，浸人水中延长饱和时间直至满足要求。
6.3真空饱和法应按下列步骤进行：
1选用重叠式饱和器(图6.3-1)或框式饱和器，在重叠式饱和器下板正中放置稍大于环刀直径的透水板和滤纸，将装有试样的环刀放在滤纸上，试样上再放一张滤纸和一块透水板，以此顺序由下向上重叠至拉杆的高度，将饱和器上夹板放在最上部透水板上，旋紧拉杆上端的螺丝，将各个环刀在上下夹板间夹紧；
2装好试样的饱和器放人真空缸内(图6.3-2),盖上缸盖，盖缝内应涂一薄层凡士林，以防漏气；
图6.3-1重叠式饱和器
1—夹板；2一透水板；3—环刀；4—拉杆
图6.3-2真空缸
1—二通阀；2一橡皮塞；3—真空缸；4—管夹；5一引水管；7一饱和器；8一排气管；9一接抽气机
3关管夹、开二通阀，将抽气机与真空缸接通，开动抽气机，抽除缸内及土中气体，当真空表接近-100kPa后，继续抽气，黏质土约1h,粉质土约0.5h后，稍微开启管夹，使清水由引水管徐徐注入真空缸内；在注水过程中，应调节管夹，使真空表上的数值基本上保持不变；
4待饱和器完全淹没水中后即停止抽气，将引水管自水缸中提出，开管夹令空气进入真空缸内，静置一定时间，细粒土宜为10h,使试样充分饱和；
5应按本标准第6.2条第4款的规定取出试样，称量，计算饱和度。
7计算和记录
7.1干土质量应按下式计算：
md=m0/（1+0.01w0）
式中：md——干土质量(g);
m0——风干土质量(或天然湿土质量)(g);
w0——风干含水率(或天然含水率)(%)。
7.2土样制备含水率所加水量应按下式计算：
mw=m0/(1+0.01w0)×0.01*（w'-w0）
式中：mw——土样所需加水质量(g);
w'——土样所要求的含水率(%)。
7.3制备扰动土试样所需总土质量应按下式计算：
m0=（1+0.01w0）ρdV
式中：ρd—制备试样所要求的干密度(g/cm³);
V——计算出击实土样体积或压样器所用环刀容积(cm³)。
7.4制备扰动土样应增加的水量应按下式计算：
Δmw=0.01(w'—wo)ρdV
式中：
Δmw——制备扰动土样应增加的水量(g)。
7.5饱和度应按下式计算：
Sr=（ρ-ρd）Gs/eρd×100或Sr=wGs/e
式中：Sr——饱和度(%);
ρ——饱和后的密度(g/cm³);
Gs——土粒比重；
e——土的孔隙比；
w——饱和后的含水率(%)。
7.6扰动土开土记录格式应符合本标准附录D表D.1的规定。原状土开土记录应符合本标准附录D表D.2的规定。
