简述液限、塑限及塑性指数的试验和计算方法？

一、目的

细粒土由于含水率不同，分别处于流动状态，可塑状态、半固体状态和固体状态。液限是细粒土呈可塑状态的上限含水率，塑限是细粒土呈可塑状态的下限含水率。本试验是测定细粒土的液限和塑限含水率，用作计算土的塑性指标和液性指数，以划分土的工程类别和确定土的状态。

二、试验方法

1、含水率：采用烘干法测定。将土在105℃～110℃下烘至恒量，所失去的水质量与干土质量的比值，即为土的含水率，用百分比表示。

2、液、塑限：采用液、塑限联合测定法测定。用光电式液限、塑限联合测定仪（见图1-1）测定土在三种不同含水率时的圆锥入土深度，在双对数坐标纸上绘成圆锥入土深度与含水率的关系直线。

在直线上查得圆锥入土深度为17mm（水利规范、土工试验方法国标GB/T50123－1999）或10mm（建筑地基基础设计规范）处相应含水率为液限，入土深度为2mm处的相应含水率为塑限。

三、仪器设备

1、光电式液限、塑限联合测定仪（图1－1），由装有透明光学微分尺的圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开关和试样杯组成。圆锥质量76克，锥角30度，光学微分尺精确分度为0.1mm。试样杯：内径不小于40mm，杯高不小于30mm。

2、天平，称量200g，最小分度值0.01g。

3、其它：烘箱、铝盒、调土刀、刮土刀、蒸馏水滴瓶、凡士林等。

四、试验步骤

1、本次试验原则上应采用天然含水率的土样进行，也允许用风干土制备土样，土样过0.5mm筛后，喷洒配制一定含水率的土样，然后装入密闭玻璃广口瓶内，润湿一昼夜备用（土样制备工作实验室已预先做好）。

2、将已制备好的土样取出，放在搪瓷碗中加水或电吹风吹干并调匀后，密实地装入试样杯中（土中不能有孔洞），高出试样杯口的余土，用刮土刀刮平，随即将试样杯放在升降底座上。

3、接通电源，按下“开”按钮，把装有透明光学微分尺的圆锥仪，在锥体上抹以薄层凡士林，使电磁铁吸稳固锥仪。并使光学微分尺垂直于光轴（可从屏幕上观察，刻度线清晰，并在屏幕居中位置）。

4、调节零点，使读数屏幕上的零线与光学微分尺影像零线重合，按下“手”（即手动）按钮，使仪器处于备用状态。

5、转动升降座，待试样杯上升到土面刚好与圆锥仪锥尖接触时，“接触”蓝灯亮，按“放”按钮，圆锥仪自由下落，历时5秒，当音响讯号自动发出声响时，立即从读数屏幕上读出圆锥仪下沉深度。

6、把升降座降下，细心取出试样杯，剔除锥尖处含有凡士林的土，取出锥体附近的试样不少于10g放入称量铝盒内，称量得质量m1，并记下盒号，测定含水率。

7、将称量过的铝盒，放入烘箱；在105℃～110℃的温度下烘至恒量，取出土样盒放入玻璃干燥皿内冷却，称干土的质量m2。

8、重复2～7条的步骤，测试另二种含水率土样的圆锥入土深度和含水率（圆锥入土深度宜为3～4mm，7～9mm，15～17mm）。

五、成果整理

1、塑限和液限确定

以含水率为横坐标，以圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制含水率与相应的圆锥入土深度关系曲线。

三点应在一根直线上，如果三点不在同一直线上，通过高含水率的一点与其余两点连两根直线，在圆锥入土深工为2mm处查得相应的两个含水率，如果两个含水率的差值小于2%，用该两含水率的平均值的点与高含水率的测点作直线，如图1-2中的B线，若两个含水率差值等于、大于2%，则应补点或重做试验。

在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得下沉深度为17mm对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm对应的含水率为10mm液限，查得下沉深度为2mm对应的含水率为塑限。

2、塑性指数计算

IP=ωL-ωP

式中： IP——塑性指数，精确至0.1；

ωL——液限（%）；

ωP——塑限（%）。

3、液性指数计算

IL=(ω-ωP)/(ωL-ωP)

式中： IL——液性指数，精确至0.01；

ω——天然含水率（%）；

ωL——液限（%）；

ωP——塑限（%）。

扩展资料：

1、液限测量：

测量方法

土从流动状态转到可塑状态的界限含水量称为液限；从可塑状态转到半固体状态的界限含水量称为塑限。常用的试验方法有：采用液塑限联合测定仪测定土的液限及塑限，采用滚搓法测定土的塑限，采用碟式液限仪测定土的液限。?

测量原理

液限、塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相应的含量在双对数坐标上具有线性关系的特性来测定含水量的一种方法。利用圆锥质量为76 g的液塑限联合测定仪测得土在不同含水量时的圆锥入土深度，并绘制其关系直线图，在图上查得圆锥下沉深度为17 mm所对应的含水量即为液限，查得圆锥下沉深度为2 mm所对应的含水量即为塑限。?

测量步骤示例

采集具有代表性的天然含水率或风干土样，将其过0.5mm的筛，然后取土样200克，调成均匀的浓糊状，分层装入盛土杯，用力压密，使空气逸出，刮成与杯边齐平，将76克重圆锥体轻放在试样表面的中心。

使其在自重作用下徐徐沉入试样，若圆锥体经5秒钟恰好沉入10mm深度，这时杯内土样的含水量就是液限wL值。为了避免放锥时的人为晃动影响，可采用电磁放锥的方法。

2、塑限测定：

测定塑限可采用搓滚法和液、塑限联合测定法。搓滚法是用手掌在毛玻璃板上搓滚土条，当土条直径达3 mm时产生裂缝并断裂，这时的含水率定为塑限。液、塑限联合测定法以圆锥人土深度为2 mm所对应的含水率为塑限。

测定原理

塑限是区分可塑状态与半固体状态的界限含水率。重塑土处于液态时在自重作用下不能保持其形状，发生类似于液体的流动；土体处于可塑状态，在自重作用下能保持其形状，在外力作用下发生塑性变形而不断裂，外力消失后能保持外力消失前时刻的形状而不变，有一定的抗剪强度。

通过给予试样一个小的外力，使其在一定时间内变形达到规定值时的含水率。塑限试验利用土体处于可塑时，在外力下产生任意变形而不发生断裂；土体处于半固态时，当变形达到一定值时发生断裂的特点，试验时给予一定的外力，使试样变形达到规定刚好出现裂缝时所对应的含水率作为塑限含水率。?

测定步骤

取接近于塑限试样8～10 g，先用手搓成椭圆形，然后再用手掌侧部在毛玻璃板上轻轻搓滚，均匀施压成条，其长度不得超过手掌宽度。当土条搓成直径3 mm时产生裂缝并开始断裂，表示土的含水率适为塑限。

若土条搓至3 mm仍未产生裂缝或断裂，表示土的含水率高于塑限，则应将土条重新捏成一团，继续搓滚，直至土条直径为3 mm产生裂缝并开始断裂为止。若土条搓至大于3 mm时就产生裂缝或断裂，表示含水率低于塑限，则应将土样略加少量水，重新搓滚至3 mm出现断裂为止。?

塑限液限测定的注意事项：

1、在接通电源，把装有光学微分尺的圆锥仪提起与电磁铁调试对中时，切勿先按“吸”按钮，因为电磁铁吸住圆锥仪后，在左右、前后移动圆锥仪对准电磁铁正中很困难，应该先按“放”按钮，使圆锥仪能自由移动，在对中后，再按“吸”按钮，把圆锥仪吸住。

2、当试样在三只搪瓷碗（或盘）内配制三种不同含水率的状态时，可分别将试样集中拨到碗边，利用不带光学微分尺的圆锥仪上的四条刻线初步估测入土深度，以便估计试样的湿度配制是否适当。

3、对于含水率接近塑限（即圆锥入土深度稍大于2mm）的试样，由于含水率较低，用调土刀不易调拌均匀，须用手反复将试样揉捏均匀，才能保证试验成果的正确性。

参考来源：

百度百科-液限塑限

百度百科-塑限

百度百科-液限