8.3　密度計法

8.3.1　本試驗所采用的主要儀器設備應符合下列規定：

1　土壤密度計：

1）甲種：刻度單位以20℃時每1000mL懸液內所含土質量的克數表示，刻度為0～50，最小分度值為0.5；

2）乙種：刻度單位以20℃時懸液比重表示，刻度值為0.995～1.020，最小分度值為0.0002。

2　量筒：容積1000mL，內徑宜為60mm，自筒內底面至筒口高宜為450mm，刻度0～1000mL，筒內底面應平整。

3　土樣篩：孔徑為0.5mm、0.25mm、0.075mm。

4　洗篩：孔徑為0.075mm。

5　洗篩漏斗：直徑大于洗篩直徑10mm～50mm，使洗篩嵌入漏斗中。

6　天平：稱量200g，感量0.01g。

7　溫度計：刻度0℃～50℃，分度值0.5℃。

8　攪拌器：輪徑50mm，孔徑宜為3mm；桿長宜為450mm。

9　瓷杯：容積500mL～1000mL。

10　其他：電熱干燥箱、秒表、500mL錐形瓶、加熱設備、帶橡皮頭的研缽、小燒杯等。

8.3.2　本試驗所采用的主要試劑應符合下列規定：

1　4％六偏磷酸鈉溶液：稱取化學純六偏磷酸鈉40g［（NaPO3）6］，加純水溶解后稀釋至1000mL，保存期一個月；

2　10％鹽酸：量取化學純鹽酸（36％～38％HCl）10mL，加純水稀釋至100mL；

3　5％氯化鋇：稱取化學純氯化鋇（BaCl2）5g，加純水溶解后稀釋至100mL；

4　10％硝酸：量取化學純硝酸（65％～68％HNO3）10mL，加純水稀釋至100mL；

5　5％硝酸銀：稱取化學純硝酸銀（AgNO3）5g，加純水溶解后稀釋至100mL，貯存于棕色瓶中。

8.3.3　密度計法顆粒分析試驗應按下列步驟進行：

1　本試驗宜采用風干試樣。易溶鹽含量大于0.5％的試樣和含選礦藥劑等能使懸液產生聚凝現象時，宜根據試樣的性質，選取試樣應按本規程第4.2.4條的規定進行洗鹽；當試樣中含有機物時，宜按本規程第4.3.3條規定進行有機質預處理；當試樣為酸、堿處理過的土和尾礦時，宜按本規程第4.4.3、4.5.3條規定進行酸處理和堿處理。

2　易溶鹽含量檢驗可用電導法或目測法，應按本規程第4.2.3條規定進行；檢驗洗鹽效果應采用化學試劑檢測法和電導（率）儀檢測法，應按本規程第4.2.5條規定進行。

3　稱取具有代表性風干試樣200g～300g，過2mm篩，求出篩上試樣占總質量的百分數，取篩下試樣測定風干含水率。

4　試樣干質量為30g時所需的風干（天然）土質量，應按下列公式計算：

1）當易溶鹽含量小于1％時應按式（8.3.3-1）計算，結果應精確至0.1g：

2）當易溶鹽含量大于1％時應按式（8.3.3-2）計算，結果應精確至0.1g：

式中：m——風干（天然）土質量（g）；

w——風干（天然）土含水率（％）；

W——易溶鹽含量（％）。

5　將稱取的試樣放入錐形瓶中。加入250mL～350mL純水浸泡，天然濕土浸泡時間宜為2h～4h；風干狀態試樣和尾礦浸泡時間不得少于12h。

6　將錐形瓶置于加熱設備上，加熱煮沸，煮沸時間自懸液沸騰起，粉土和粉質黏土煮沸時間不得少于40min，尾土、黏土煮沸時間不得少于1h。

7　將冷卻后的懸液倒入瓷杯中，靜置1min～2min，將上部懸液通過洗篩倒入量筒。杯底沉淀物用帶橡皮頭研杵細心研散，加純水，經攪拌后，靜置1min～2min，再將上部懸液通過洗篩倒入量筒。如此反復操作，直至杯內懸液澄清為止。將杯中土粒全部倒入洗篩內，以純水沖洗篩內，直至篩內僅存大于0.075mm的土粒為止。

8　將留在洗篩上的顆粒洗入蒸發皿內，傾去上部清水，烘干稱其質量，應按本規程第8.2.3條的規定進行篩分。并應按式（8.2.6）計算小于某粒徑的顆粒質量百分數。

9　向量筒中加入濃度為4％的六偏磷酸鈉溶液10mL，加純水至量筒1000mL。

10　用攪拌器沿懸液深度上下攪拌30次（當懸液表面出現泡沫時，應加6％雙氧水數滴消除）。時間為1min。在取出攪拌器的同時立即開動秒表，測經1min、5min、30min、120min、180min、1440min密度計讀數，根據試樣情況或實際需要，可增加密度計讀數或縮短最后一次讀數的時間。

11　每次讀數前10s～15s，將密度計放入懸液內，放入深度應根據土性較前一次深5mm～20mm，并注意密度計浮泡應保持在量筒中部位置，且不得貼近量筒內壁。每次測記讀數后，應立即取出密度計，放入盛有純水的量筒中洗凈，并測記相應的懸液溫度，準確至0.5℃。密度計讀數以彎液面上緣為準，甲種密度計讀數應準確至0.5g，估讀至0.1g；乙種密度計讀數應準確至0.001，估讀至0.0001。

8.3.4　顆粒粒徑應按式（8.3.4）計算，結果應精確至0.1mm：

式中：d——顆粒粒徑（mm）；

η——水的動力黏滯系數（kPa·s×10-6），其值應按表8.3.4選取；

Gs——土粒比重；

GwT——溫度T℃時水的比重；

ρw0——4℃時水的密度（g/cm3）；

g——重力加速度，g=9.80665m/s2；

L——相應于時間t內的土粒有效沉降距離（cm）；

t——沉降時間（s）。

8.3.5　小于某粒徑的顆粒質量百分數應按式（8.3.5-1）、式（8.3.5-2）計算，結果應精確至0.1％：

1）甲種密度計：

式中：X——小于某粒徑的土質量百分數（％）；

md——試樣干土質量（g）；

Cs——土粒比重校正值，其值應按表8.3.5-1選取；

R——甲種密度計讀數；

mt——溫度校正值，其值應按表8.3.5-2選取；

n——彎液面校正值；

CD——分散劑校正值。

2）乙種密度計：

式中：V——懸液體積，V=1000mL；

——土粒比重校正值，其值應按表8.3.5-1選取；

R′——乙種密度計讀數；

——溫度校正值，其值應按表8.3.5-2選取；

n′——彎液面校正值；

——分散劑校正值；

ρw20——溫度為20℃時純水密度，ρw20=0.998232g/cm3。

8.3.6　顆粒粒徑分布曲線的繪制，應按本規程第8.2.5條的規定進行，并求出土中各粒組的顆粒質量百分數。

8.3.7　密度計法顆粒分析試驗記錄應按表8.3.7填列。