簡介
土工密度試驗所取土樣為路基上未擾動土樣，並用國標環刀取土進行該試驗 。依據 《規程》 中的要求，土樣需要在2個目標平行點取出，然後用黑色塑膠袋封裝好在規定的時間內送到實驗室，測定出2個平行點的平均值即為該土樣的天然密度，最後需要再次進行以上試驗操作，對3個取土點的土進行測定。在試驗時應該注意3 點：制樣前首先要對土樣是否均勻、軟硬程度、礦物組成、土樣的顏色以及提樣的名稱有大概的了解，初步估計土樣的相關物理學性質， 取土樣時要選取有代表性的土壤。進行制樣時用刀直上直下的切割，去掉多餘的樣本，刀壁與土樣不得有空隙。制樣時環刀直上直下，切除多餘的土，試樣與環刀壁不得留有空隙。 進行平行試驗時，每一次試驗結果的差值在可控制範圍內。
土工試驗
土工試驗主要是指檢測工程填築料及地基工程性的試驗，經過對試驗結果的分析和整理， 為施工獲取可靠的參數，同時，土工試驗還能夠為力學性能指標和土壤物理指標提供依據， 土工試驗就是對土壤性能的分析，保證地基基礎的建築結構和施工質量安全 ，土工試驗主要的試驗內容包含：塑限、液限、含水量、孔隙比以及密度等。試驗的具體方法主要包含：固結試驗、抗壓強度試驗、三軸試驗、直接剪下試驗、滲透試驗、液塑限聯合測定儀法、平衡錐式液限儀法、比重瓶法；灌砂法；環刀法和灌砂法等。在道路施工中路基所占的比重是相當大的，然而路基施工中土工試驗又發揮著舉足輕重的作用。土工試驗分為室內試驗和室外現場試驗， 因一些具體條件的限制， 室內試驗占的成分更大一些。具體來說， 室內土工試驗有以下2個作用：了解路基填土的物理、力學相關性質，供施工所用；為設計提供相關數據參數。道路施工中測定土的密度、 含水率和比重是3個基本試驗，由這3個基本試驗測定出來路基土的3個基本指標，利用這3個基本指標中的任意2個或者3個就能推算出路基土的其他幾個相關指標，比如路基土的乾密度、浮密度、孔隙比、飽和度等物理性指標。無論是路基施工還是其他工程，都要通過土工試驗測定出土的這三大物理性指標。
方法
環刀法
（1）本試驗方法適用於細粒土。
（2）本試驗所用的主要儀器設備，應符合下列規定：
1）環刀：內徑61.8mm和79.8mm，高度20mm。
2）天平：稱量500g，最小分度值0.1g；稱量200g，最小分度值為0.01g。
（3）環刀法測定密度，應在環刀內壁塗一薄層凡士林，刃口向下放在土樣上，將環刀垂直下壓，並用切土刀沿環刀外側切削土樣，邊壓邊削至土樣高出環刀。根據試樣的軟硬採用鋼絲鋸或切土刀整平環刀兩端土樣，擦淨環刀外壁，稱環刀和土的總質量。
（4）試樣的濕密度，應按下式計算：
ρ0=M0/V
式中 ρ0——試樣的濕密度（g/cm3），準確到0.01g/cm3。
（5）試樣的乾密度，應按下式計算：
（6）本試驗應進行兩次測定，兩次測定的差值不得大於0.03g/cm3，取兩次測值的平均值。
（7）環刀法試驗的記錄格式見GB/T 50123-1999。
蠟封法
（1）本試驗方法適用於易破裂土和形狀不規則的堅硬土。
（2）本試驗所用的主要儀器設備，應符合下列規定：
1）蠟封設備：應附熔蠟加熱器。
2）天平：應符合環刀法天平的規定。
（3）蠟封法試驗，應按下列步驟進行：
1）從原狀土樣中，切取體積不小於30cm3的代表性試樣，清除表面浮土及尖銳稜角，繫上細線，稱試樣質量，準確至0.01g。
2）持線將試樣緩緩浸入剛過熔點的蠟液中，浸沒後立即提出，檢查試樣周圍的蠟膜，當有氣泡時套用針刺破，再用蠟液補平，冷卻後稱蠟封試樣質量。
3）將蠟封試樣掛在天平的一端，浸沒於盛有純水的燒杯中，稱蠟封試樣在純水中的質量，並測定純水溫度。
4）取出試樣，擦乾蠟面上的水分，再稱蠟封試樣質量。當浸水後試樣質量增加時，應另取試樣重做試驗。
（4）試樣的密度應按下式計算：
式中 mo——蠟封試樣質量（g）；
mov——蠟封試樣在純水中的質量（g）；
ρWT——純水在T℃時的密度（g/cm3）；
ρn——蠟的密度（g/cm3）。
（5）試樣的乾密度，應按環刀法乾密度的計算式計算。
（6）本試驗應進行兩次平行測定，兩次測定的差值不得大於0.03g/cm3，取兩次測值的平均值。
（7）蠟封法試驗的記錄格式見GB/50123-1999。
灌水法
（1）本試驗方法適用於現場測定粗粒土的密度。
（2）本試驗所用的主要儀器設備，應符合下列規定：
1）儲水筒：直徑應均勻，並附有刻度及出水管。
2）台秤：稱量50kg，最小分度值10g。
（3）灌水法試驗，應按下列步驟進行：
1）根據試樣最大粒徑，確定試坑尺寸（表27）。
試坑尺寸（mm） 表27
2）將選定試驗處的試坑地面整平，除去表面鬆散的土層。
3）按確定的試坑直徑劃出坑口輪廓線，在輪廓線內下挖至要求深度，邊挖邊將坑內的試樣裝入盛土容器內，稱試樣質量，準確到10g，並應測定試樣的含水率。
4）試坑挖好後，放上相應尺寸的套環，用水準尺找平，將大於試坑容積的塑膠薄膜袋平鋪於坑內，翻過套環壓住薄膜四周。
5）記錄儲水筒內初始水位高度，擰開儲水筒出水管開關，將水緩慢注入塑膠薄膜袋中。當袋內水面接近套環邊緣時，將水流調小，直至袋內水面與套環邊緣齊平時關閉出水管，持續3~5min，記錄儲水筒內水位高度。當袋內出現水面下降時，應另取塑膠薄膜袋重做試驗。
（4）試坑的體積，應按下式計算：
VP=（H1－H2）×AW－V0
式中 VP——試坑體積（cm3）；
H1——儲水筒內初始水位高度（cm）；
H2——儲水筒內注水終了時水位高度（cm）；
AW——儲水筒斷面積（cm2）；
V0——套環體積（cm3）。
（5）試樣的密度，應按下式計算：
ρ0=mP/VP
式中 mP——取自試坑內的試樣質量（g）。
（6）灌水法試驗的記錄格式見GB/T 50123-1999附錄D表D-4。
灌砂法
（1）本試驗方法適用於現場測定粗粒土的密度。
（2）本試驗所用的主要儀器設備，應符合下列規定：
1）密度測定器：由容砂瓶、灌砂漏斗和底盤組成（圖48）灌砂漏斗高135mm、直徑165mm，尾部有孔徑為13mm的圓柱形閥門；容砂瓶容積為4L，容砂瓶和灌砂漏斗之間在用螺紋接頭連線。底盤承托灌砂漏斗和容砂瓶。
1-底盤；2-灌砂漏斗；3-螺紋接頭；4-容砂瓶；5-閥門
2）天平：稱量10kg，最小分度值5g，稱量500g，最小分度值0.1g。
3）標準砂密度的測定，應按下列步驟進行：
1）標準砂應清洗潔淨，粒徑宜選用0.25~0.50mm，密度宜選用1.47~1.61g/cm3。
2）組裝容砂瓶與灌砂漏斗，螺紋連線處應旋緊，稱其質量。
3）將密度測定器豎立，灌砂漏斗口向上，關閥門，向灌砂漏斗中注滿標準砂，打開閥門使灌砂漏斗內的標準砂漏入容砂瓶內，繼續向漏斗內注砂漏入瓶內，當砂停止流動時迅速關閉閥門，倒掉漏斗內多餘的砂，稱容砂瓶、灌砂漏斗和標準砂的總質量，準確至5g。試驗中應避免振動。
4）倒出容砂瓶內的標準砂、通過漏斗向容砂瓶內注水至水面高出閥門，關閥門，倒掉漏斗中多餘的水，稱容砂瓶、漏斗和水的總質量，準確到5g，並測定水溫，準確到0.5℃。重複3次，3次測值之間的差值不得大於3mL，取3次測值的平均值。
（4）容砂瓶的容積，應按下式計算：
Vr=（mr2-mr1）/ρwr
式中 Vr——容砂瓶容積（mL）；
mr2——容砂瓶、漏斗和水的總質量（g）；
mr1——容砂瓶和漏斗的質量（g）；
ρwr——不同水溫時水的密度（g/cm3），查表28。
水的密度 表28
| 溫度 （℃） | 水的密度 （g/cm） | 溫度 （℃） | 水的密度 （g/cm） | 溫度 （℃） | 水的密度 （g/cm） |
| 4.0 | 1.0000 | 15.0 | 0.9991 | 26.0 | 0.9968 |
| 5.0 | 1.0000 | 16.0 | 0.9989 | 27.0 | 0.9965 |
| 6.0 | 0.9999 | 17.0 | 0.9988 | 28.0 | 0.9962 |
| 7.0 | 0.9999 | 18.0 | 0.9986 | 29.0 | 0.9959 |
| 8.0 | 0.9999 | 19.0 | 0.9984 | 30.0 | 0.9957 |
| 9.0 | 0.9998 | 20.0 | 0.9982 | 31.0 | 0.9953 |
| 10.0 | 0.9997 | 21.0 | 0.9980 | 32.0 | 0.9950 |
| 11.0 | 0.9996 | 22.0 | 0.9978 | 33.0 | 0.9947 |
| 12.0 | 0.9995 | 23.0 | 0.9975 | 34.0 | 0.9944 |
| 13.0 | 0.9994 | 24.0 | 0.9973 | 35.0 | 0.9940 |
| 14.0 | 0.9992 | 25.0 | 0.9970 | 36.0 | 0.9937 |
（5）標準砂的密度，應按下式計算：
式中 ρs——標準砂的密度（g/cm3）；
mrs——容砂瓶、漏斗和標準砂的總質量（g）。
（6）灌砂法試驗，應按下列步驟進行：
1）按灌水法試驗步驟①、②、③挖好規定的試坑尺寸，並稱試樣質量。
2）向容砂瓶內注滿砂，關閥門，稱容砂瓶，漏斗和砂的總質量，準確至10g。
3）將密度測定器倒置（容砂瓶向上）於挖好的坑口上，打開閥門，使砂注入試坑。在注砂過程中不應振動。當砂注滿試坑時關閉閥門，稱容砂瓶、漏斗和余砂的總質量，準確至10g，並計算注滿試坑所用的標準砂質量。
（7）試樣的密度，應按下式計算：
式中 ms——注滿試坑所用標準砂的質量（g）。
（8）試樣的乾密度，應按下式計算，準確至0.01g/cm3。
（9）灌砂法試驗的記錄格式見GB/T 50123-1999。
