USBR5500_執行試驗室土壤夯實─ 5.5磅夯錘和18吋落距

執行試驗室土壤夯實─ 5.5磅夯錘和18吋落距

PROCEDURE FOR PERFORMING LABORATORY COMPACTION OF SOILS -5.5-LEB RAMMER AND 18-IN DROP

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 相關資料連結

   ‧USBR 7220X1_試驗孔或試驗體積和選擇設備之原則

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USBR5500-89

1 . 前言：

1.1 本章是說明實驗室土壤夯實執行程序之綱要。
1.2 本章執行步驟在於用一已知夯實能量，以決定土壤含水量和乾單位重量之間關係；而夯實曲線繪製後，最大乾密度及最佳含水量亦可被決定。
1.3 本章所敘述執行步驟，是使用一台已經校準完成的夯實機；它所產生的能量和用一5.5磅夯錘和18吋落距的手動夯實錘夯實所產生能量相同。
1.4 夯實土壤的粒徑須能通過No4篩。若實驗室夯實土壤粒徑在 3"以上，應遵循USBR 5515執行程序。實驗室夯實土壤粒徑範圍最大粒徑在3/4"以上，應遵循ASTM D698 ─ B法或 C法執行程序。
1.5 正常情形，本章執行步驟用於土壤粒料有多於15％以上細粒料（fines）；對於土壤粒徑範圍有 5％至15％細粒料亦可獲得可靠的成果。
1.6 本章所述步驟和ASTM D698 A法不同點在USBR 5500使用一個1/20ft³夯實模和使用18吋落距的手動夯錘。而ASTM D698使用一個1/30ft³夯實模和使用12吋落距的手動夯錘。兩個方法雖有差異，但都是供給土壤相同12,375ft-lb/ft³夯實能量。

2 . 事先的試驗：

2.1 應事先依USBR 5205執行步驟以準備土樣，以供試驗使用。
2.2 含水量的測定，必須遵循USBR 5300內適當章節來執行。
2.3 為了在含水量及乾密度圖上繪製零空氣孔隙曲線；土樣的比重測定，必須遵循USBR 5320規範。
2.4 為了繪製貫入抗力─含水量曲線圖，則必須依據USBR 5505測定貫入抗力。

3 . 參考文件：

3.1 USBR規範：

• USBR 1009 夯實模之校準
• USBR 1012 天平或秤之校準
• USBR 1020 烘箱之校準
• USBR 1025 篩網之校準
• USBR 1415 實驗室夯實機之校準
• USBR 3900 土壤物理性質的標準定義的條款和標示
• USBR 5000 土壤組成元分類法（實驗室法）
• USBR 5005 土壤組成元分類法（數值法）
• USBR 5205 藉四分法準備土樣
• USBR 5300 藉烘箱法測定土壤或岩石含水量
• USBR 5320 測定土壤的比重
• USBR 5505 測定細粒料土壤之含水量貫入抗力關係
• USBR 7250 測定相對密度
• USBR 7255 測定土方工程的壓實度之控制方法

3.2 ASTM標準：

• D698 土壤和混合土料之含水量與密度關係，使用5.5磅夯錘和12吋落距。
• E11 金屬編織篩之規格。

4 . 方法之摘要：

4.1 先從相同一批土壤樣品中，最少取5個不同含水量的土樣；每一個土樣於夯實模內以相同夯實能量夯實，由這每一土樣含水量和所得乾單位重量的成果，可繪製一夯實曲線；自這夯實曲線，可決定最佳含水量和最大乾密度。為了有助評價成果；零空氣孔隙值常常被繪製成曲線圖，以其與夯實曲線作一比較。

5 . 重要和使用：

5.1 這含水量與乾密度之間關係，是常用於評價天然土壤或填方處土壤被壓實達到最大凝聚質量之狀態。
5.2 由含水量與乾密度之間的關係，可決定達到最有效率夯實之含水量和最大乾密度。
5.3 土壤的工程特性，如剪力強度、壓縮性和在壓實狀態之滲透性，常因由不同夯實方法和不同含水量的夯實條件而產生非常差異性。因此，重要的工程技術上裁定往往必須要敘述土壤壓實狀態（壓實度 percent compaction）。
5.4 各樣土壤的夯實特性，取決於土壤級配和細料的凝聚性；通常本章試驗室夯實試驗大多適用於土壤中細粒料超過15％；為了瞭解和控制這些土壤，壓實度是通常用來判別是否足夠夯實。
對於土壤中細粒料含量小於5％，通常是用最小與最大指數單位重量試驗來求得夯實特性。為了瞭解和控制這些土壤，相對密度percent relative density 是經常用來判別是否足夠夯實。
土壤料含有 5至15％細粒料時，可能須要作夯實試驗與最大與最小單位重量指數試驗，兩試驗來決定何者最適當。
不管是壓實度或是相對密度被使用在工程控制，是依據試驗成果和使用怎樣土壤而定，可查閱USBR 7250或7255附錄X1以獲得進一步討論。

6 . 專門用語：

6.1 依據USBR 3900定義，專門用詞詳細意義如下：
6.1.1 夯實曲線 Compaction Curve：這曲線呈現出在給予相同夯實能量下，土壤乾單位重量和含水量兩者間之關係(ASTM定義)。
6.1.2 最佳含水量 Optmum Moisture Content(wO)：這含水量，代表當在藉由一夯實能量下，土壤能夠被夯實至最大乾單位重時之含水量(ASTM)。
6.1.3 最大單位重 _maxmum Unit Weight(γ_max)：這乾單位重定義於夯實曲線之尖峰。
6.1.4 零空氣孔隙曲線 Zero Air Voids Curve：呈現出乾單位重量和假定孔隙完全被水飽和之含水量，兩者關係曲線。
6.2 未於USBR 3900定義的專門用語，特別指出如下：
6.2.1 夯實能量 Compactive Effort：定義在一已知體積內夯實土壤的理論能量，例如ft-lb/ft³；夯實能量是依照落距高度、夯錘質量、每層打擊數和層數而分配於模體來計算。

7 . 特例：

7.1 在夯錘落距、夯錘質量或每層土壤的打擊數的差異，將造成非標準夯實能量；為確信供給相同夯實能量，這機械夯實機必須根據USBR 1415來校準及檢查。

8 . 儀器：

8.1 一般儀器：
8.1.1 秤或天平－用來測定含水量，必須能讀至0.1ｇ且容量約1000g。
8.1.2 秤或天平－用來測定夯實土樣的質量，必須讀至0.01lb，且可容量約50lb。
8.1.3 乾燥器－一密封容器，用一化學混合物吸收水量；用來冷卻熱的土樣，在一段時間後保持零的含水量。
8.1.4 蒸發皿－適當碟子
8.1.5 烘箱─烤箱、溫度控制器，和能夠於箱內各處保持230±9℉(110±5℃)均勻溫度的合宜通風設備。
8.1.6 量筒－100ml容量，刻度10ml。
8.1.7 篩－美國標準No.4（4.75mm）篩是符合ASTM E11之要求。
8.1.8 直尺－一把合宜長度的堅硬直尺，假如其厚度大於1/8"土樣。
8.2 本章所特須的設備（看圖1,2,3）
8.2.1 夯實機─夯實機設備包括一初始質量為5.5lbm的夯錘和可調整落距約12至18吋和記錄打擊數之記數器。假使，無夯實機可供使用，則可以手動夯實設備替代（看附錄.X2）。這設備包括一1/20ft³模和底模；這模體必須牢固架設在不變形堅硬基礎上或一相當200lbm或寬大混凝土塊上。
8.2.2 擠土機─一機械設備用來移除夯實模內已夯實的土樣。
8.2.3 密封容器 Moisture Proof Containers －金屬或塑膠製圓形容器，大約6吋直徑與12吋長，內部使用－密封的塑膠內袋以貯放土樣已供試驗。
8.3 雜項用具－刷子，小刀，拌合盤，勺子等。以供混合放置或修整土樣。

9 . 試劑和材料：

9.1 被使用於夯實前濕潤土壤用水，是無酸、鹼或油；相當是飲用水。

10 . 注意事項：

10.1 安全事項：
10.1.1 本操作步驟須注意危險的材料，動作和設備。
10.1.2 當夯實機在開動時，勿將手放於夯實模頂部附近。
10.2 技術上應注意事項：
10.2.1 測試土樣應儘可能迅速的完成夯實工作；以使未記載之含水量的遺失在最小情況。
10.2.2 因為樣本上、操作上、試驗步驟的影響和試驗在同一材料，此試驗成果不足反映現地情況或於構築期間之配置與過程所造成材料特性。在材料中含有異常的東西如軟弱及易碎的、腐爛的花崗岩、砂岩、頁岩、石灰岩、泥岩...等或土壤受風乾作用；上述材料必須在試驗前先予鑑定且需確認此材料應做所有試驗步驟與處置過程是否遵循標準方法或者是特定修正方法，上述特殊事項必須記載在試驗資料表格和試驗報告上。

11 . 樣本，試驗土樣和試驗單位：

11.1 假使土壤能自然風乾，則遵循11.2小節所述步驟。假使土壤無法自然風乾，則依循11.3小節所述步驟。上述任一例子中；假若無足夠土壤可供試驗，須小心地計劃土樣數和相應含水量之使用量。假使土壤不足供應五個試驗土樣，則同一土樣將執行再次處理及使用；此土樣再次處理及使用則依循11.4小節。
11.2 風乾：
11.2.1 依循USBR 5205準備約50lbm通過No.4之土壤樣本。
11.2.2 風乾試驗土樣，假使土樣尚未依循USBR 5205內章節風乾。
11.2.3 依循USBR 5205將土壤樣本分為 6個土樣，餘土樣放置一側並保持於風乾狀態含水量，以防止再增加土樣之需要。
11.2.4 準備上述五個樣本，每一土樣加上前一土樣增加大約2％含水量；這些含水量的選定必須包括最佳含水量，以確信可以獲得一適宜的夯實曲線。有些土壤有非常高的最佳含水量時，可能各土樣間須用較大的加水增量，以得到一較佳且明確的夯實曲線。
11.2.4.1 在噴灑水於土樣上同時徹底混合土壤，且確定均勻分佈濕潤於土料上；記錄每一土樣加水量於「試驗室夯實試驗」表格，如圖 4示。
11.2.4.2 放置每一土樣於試驗室已適當標示的密封容器內且貯放下列時間：

USBR 5000或5005分類法	最少貯放時間（小時）
GM、SM	3
ML,CL,OL,GC,SC	18
MH,CM,OH	36

11.3 Moist Prepararion:
11.3.1 準備可取用通過No.4篩之土壤約50lbm之試驗土樣；假如土壤有大於No4之粒料，須準備足夠土量，以獲得小於No4之土樣有約50lbm。
11.3.2 徹底混合土壤且分為 6個土樣，其餘土樣置於密封容器內；以防額外土樣之需要。
11.3.3 準備原狀土壤 5個土樣；每一土樣增加或減少水量，大約高於或少於前一個土樣大約 2個百分點之含水量。這些含水量的選定必須包括最佳含水量，以確信可以獲得一適宜的夯實曲線。有些土壤有非常高的最佳含水量時，可能各土樣間須用較大的加水增量，以得到一較佳且明確的夯實曲線(看注意2）
11.3.3.1 當加水量時，在噴灑水於土樣上同時徹底混合土壤，且確定均勻分佈濕潤於土料上。
11.3.3.2 當減水量時；用電扇或其他設備吹拂乾空氣於盤中土樣上，同時徹底混合土壤；亦可使用其他乾燥方法，所供給溫度不超過140℉。
11.3.3.3 記錄每一土樣的加水或減水量於「試驗室夯實試驗表格」（圖4）；在乾燥過程時，土樣的質量遺失應在土樣冷卻至室溫下測定。
11.3.3.4 貯放每土樣時間，依據11.2.5小節。
11.4 再次處理土壤：
11.4.1 為了準備額外的土樣，再次處理土壤為打破已夯實土樣且使其通過No.4篩。再次處理土壤時機，僅在可用土壤量不足情況下；再次處理土壤不應使用於有呈團狀的塑性粘土壤或者是易碎土壤和粒料。
11.4.2 再次處理土壤所計算得之最大乾單位重量趨向於高於不用再次處理土壤所獲得值於 1至 5 lbm/ft³。
11.4.3 假使，再次處理土壤是須要的，其土壤應該在夯實前即用同樣多「新土樣」混合；且在試驗資料表格和夯實曲線指出為使用再次處理土壤。

12 .率定與標準：

12.1 一般儀器設備的率定，依據相關合適的測定程序；若不是一般率定，則在使用設備之前依下程序率定。

• USBR 1009 率定夯實模
• USBR 1012 率定秤或天平
• USBR 1020 率定烘箱
• USBR 1025 檢核篩網
• USBR 1415 率定試驗夯實機

13 . 條件：
13.1 如試驗準備工作，置 於每一土樣於密封容器內貯於如11.2.5小節所述之最少時間。

14 . 步驟:

14.1 所有資料是被記錄在「試驗室夯實試驗」表格內。
14.2 測定夯實模的質量，精度至0.01 lb，且記錄此值於表格內。
14.3 確定夯實機設備牢固地安置在水平混凝土（或相當）基礎上。
14.4 組合夯實模與延伸模，以求牢固在底鈑上。
14.5 選擇試驗的第一個（最初）土樣；在夯實前須先將此已成塊團之土壤打破並使通No.4篩；此為夯實土樣前的準備步驟。
14.6 將2.0至2.5磅的土壤放入夯實模內，且應均勻分佈於這層面上。
14.7 使用一手動或機械的夯實設備，夯擊此層25下，且應均勻分佈於這層面上。
14.8 重複14.6至14.7小節所論述之夯實步驟，直到夯實完成三層；當第三層被夯實後，應該超出夯實模頂約1/4吋，但不超過3/2吋；若這最後一層夯實後太高或太低時，則應該被丟棄且重新用一新的土樣夯實。
14.9 謹慎不要擾動在模內已夯實過土壤；卸除夯實模上之延伸模，且用一直尺去修整土樣使其和模頂齊平。
14.10 自底板上移去夯實模。
14.11 測定和記錄這夯實模和夯實過土壤的質量至0.01磅精度。
14.12 依據USBR 5505，執行貫穿抗力試驗。
14.13 自夯實模中將土樣擠出；且切一約1/2吋平方， 6吋長之含水量土樣，此含水量土樣應該至少有200g重。
14.13.1 假如需要再次處理土樣；則置餘下土樣於容器背面與其他土壤分開置放。
14.14 放置依14.13節步驟所獲得之濕土樣，於恒溫烘箱內；以測定含水量。
14.15 計算已夯實土樣的濕密度，精度至0.1 lbm/ft³。
14.15.1 轉換濕密度為濕單位重由 lbm/ft³為lbf/ft³ ，和記錄至0.1 lbf/ft³（假定 1 lbm=1 lbf）。
14.16 重複14.4至14.15節所述之步驟，直到 至少 5個樣本被夯實完成。
14.17 測定每一夯實土樣之含水量，依據USBR 5300。
14.18 計算每一個夯實土樣的乾單重量且記錄至0.1 lbf/ft³精度。
14.19 繪製含水量（橫座標）和乾單位（縱座標）如圖 5所示。
14.20 繪一平滑曲線以連接這些夯實土樣所得之點位。
14.21 最佳含水量相當於曲線上最高點之含水量，測定這值且記錄至0.1％。
14.22 最大乾單位重相當於最佳含水量時之乾單位重；測定這值且記錄0.1lbf/ft³。
14.23 假如兩個或更多繪製點，並無落在最佳含水量之兩側；則額外土料須準備適當含水量以便夯實。
14.24 假使，額外材料不夠使用；請看11.4小節。
14.25 測定土壤樣品的真比重，請根據USBR 5320。
14.26 利用附錄表格 X1 ，「夯實飽和曲線之點位」（零空氣孔隙曲線）來獲到適當乾單位重和相對之含水量值。
14.27 繪製零空氣孔隙曲線於圖5和附錄X1之描述。

15 . 計算：

15.1 計算這被夯實土壤的濕密度至靠近 0.1 lbm/ft³。

ρwet=	D - E
	V
這裏ρwet = 夯實土壤的濕密度，lbm/ft3 　　　V = 模內體積，lft3 　　　D = 模體重+濕土，lbm 　　　E = 模體重，lbm

15.1.1 在這步驟，濕密度被轉變成濕單位重，由 l bm/ft³換成 l bf/ft³（假定 1 lbm =1lbf）。
15.2 計算這土樣的乾單位重。

γd =	γwet
	1 + ( w /100)
這裏 γd = 夯實土壤的乾單位重，lbm/ft3 w = 含水量，％ γwet= 濕單位重

16 . 報告：

16.1 這報告是由已完成且已核對的表格所組成。「實驗室夯實試驗」（圖 4）。「夯實─貫穿抗力試驗曲線」（圖 5）。
16.2 所有計算都已出示核對標記且所有繪圖須經核對。

17 . 精密和正確性：

17.1 為判定最大乾密度和最佳含水量試驗值之正確性的標準；係依表格1。此標準誤差 S是自此方程式所計算：

S2=	1 n-1	n Σ（ Xi - X ） i=1
得此處 n= 測定個數 　　　Xi= 每一個別的測定值 　　　X = 測定值之平均值。

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表 1 ─ 精確度+

標準誤差之可接受的範圍*	兩計算值超出平均值之百分率
單一操作精密度	多個試驗精密度
γmax─1.9	γdmax ±1.66lbf/ft34.0
O.M.C.─9.5	O.M.C. ±0.86% 5.0
+ 所有資料（如上表）是基於自多種不同土壤試驗平均值與提供未來修訂。
* 這行指出，超出任何兩個計算差值之極限範圍值；採用平均值之百分比表示；在共同的試驗問題上， 它已測定95％試驗而不超過如上表極限可接受範圍。

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17.2 規範對於單一操作精密的分配標準誤差值並未制定。

附 錄：X1 測定零空氣孔隙曲線－飽和夯實曲線

X1.1 範圍：
X1.1.1 這附錄在敘述，引用土壤真比重以繪製飽和曲線上之適當乾單位重量和相應含水量，同時完成單位重量－含水量圖。
X1.1.2 這曲線成果呈現假定土壤孔隙完全為水所填充之土壤乾單位重和相應含水量。夯實材料藉一般的填方和試驗室夯實方法，一定包含著空氣在內；因此工地密度壓實曲線和試驗室夯實曲線將接近但永不與零空氣孔隙曲線相交。
X1.2 步驟：
X1.2.1 依據USBR 5320，測定土樣的真比重。
X1.2.2 由夯實試驗室完成土壤夯實曲線。
X1.2.3 使用表格X1「飽和夯實曲線的點」，給予真比重以獲得相映之乾單位重─含水量之點。
X1.2.3.1 用表格X1.2.1節所或得知真比重填入表格內。
X1.2.5 繪一平滑曲線，連接這些點位。
      γ_d =γ_w ×Gs ( 1 - n /100 )
       w = n×γ_w / γ_d
注意X1.1一在表格X1值，是依下列關係式計算
    γ_d =夯實土壤的乾單位重，以lb/ft³或kgf/m³。
    γ_w =水的單位重，62.43lbt/ft³在4℃（9.81kgf/m³）
    Gs=土的真比重
      n =孔隙率％

X2. 手動夯實
X2.1 使用一手動夯實可以來替代機械夯實設備以夯實土樣。這夯錘接觸面須平坦且為圓形，直徑為2吋。夯錘質量為5.5lb土1％。夯錘須有一引導套筒；此套筒予錘有8土1/16吋的自由落下距離；且錘頭和軸心可不受限制下有足夠間隙的自由落下。引導套筒必須距底部中心，3/4土1/16吋，與底部處；應有散佈90度的4的排氣孔，這孔最小直徑為3/8吋。在夯實期間，夯實模應安放在堅固均勻，相當200lbm的堅實基礎或大的混凝土塊上。
X2.2 當在操作夯實設備時，應注意保持和確定夯錘是在引導套筒中自由落下；而引導套筒是握於平穩且垂直位置。避免夯錘自引導套筒頂部回彈；以均勻速度捶打，但每循環25下，不少於40秒；並均勻分佈在每一層面。
USBR 5500-89

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USBR4906_使用振動台製作無坍度混凝土的圓柱試體方法

使用振動台製作無坍度混凝土的圓柱試體方法

PROCEDURE FOR CASTING NO-SLUMP CONCRETE IN CYLINDER MOLDS USING VIBRATORY TABLE

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相關連結

• USBR 4905_使用振動台測定無坍度混凝土的稠度和密度的步驟
• 使用振動台上製作零坍度混凝土圓柱試體(照片集)
• 使用振動台測定無坍度混凝土的稠度和密度試驗(照片集)

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1. 範圍

1.1 本標準涵蓋無坍度混凝土製造圓柱形試樣的試驗程序，是當USBR 4031和4192所述的標準程序藉由搗實和內部振動是不可行時。

• 注意1 - 本程序適用於粗骨料含量最大尺寸小於2 in(50 mm)的塑性混凝土。 如果粗骨料大於2 in，則該程序適於用通過2 in篩的混凝土部分材料，依照USBR 4172除去較大的骨料，除了使用2 in篩替代 1½ in(37.5 mm)。

1.2 本程序用於測試滾壓密實混凝土，可適用於測試其他類型的混凝土，如水泥攪拌的骨材料，和類似於土壤水泥拌合料。

1.3方法A敘述在Vebe振動台上的鋼模具中製備試樣的程序。

方法B描述了在插入到連接到Vebe振動台的剛性套筒中的一次性塑料模具中製作試樣的程序。

1.4本試驗程序的推薦振動表是Vebe振動台。 是目前本局所有測試都使用這個測試裝置進行。

如果其他振動台符合Vebe裝置正弦振動規範，則可以用替代振動台代替，如第9.2.1節所示。

2.適用文件

2.1 USBR程序：

4031 現場製造和固化混凝土試樣

4039 混凝土圓柱試體的抗壓強度

4172 新拌混凝土取樣

4192 在實驗室中製作和養護混凝土試樣

4496 混凝土圓柱試體的劈裂抗拉強度

2.2 ASTM標準：

C 470 垂直圓柱型混凝土試驗模具的標準規格¹

C 1170 使用振動台測定滾壓混凝土的稠度和密度的標準試驗方法

C 1176 使用振動台在圓柱模具中製作滾壓混凝土的標準做法1

E 11 用於測試目的的編織試驗篩標準規範²

2.3 ACI標準：

207.5R-89 滾壓混凝土³

211.3-75R-89 無坍度混凝土配合比例設計標準程序³

3. 程序摘要

3.1 本試驗程序用於使用Vebe振動台製造混凝土圓柱試樣。

測試樣品垂直地澆注在以20 lbm(9.07 kg)額外加載在振動台上的圓柱模具中以促進固結。

4. 意義和使用

4.1 本程序目的在用於通常用於壓實混凝土結構的硬到極乾的混凝土拌合材料。 這個過程被用來替代當鐵棒或內部振動不能適當地搗實這樣稠度的混凝土的方法。

• 注意2 - 這樣稠度的混凝土在ACI 207.5R-89和211.3-75(R 1989)³ 有進一步描述。 混凝土的稠度可以根據ASTM C 1170測定。

• ¹ ASTM年刊標準，vol. 04.02。 
• ² ASTM年刊標準，vols. 05.03,14.03。 
• ³ ASTM年刊標準，vols 04.01,04.06,04.07,05.05,14.02。 
• ⁴ ACI混凝土操作手冊(Manual of Concrete Practice)，part 1，1990. Available from American Concrete Institute, PO Box 19150, Redford Station, Detroit, MI 48219。

5.術語

5.1壓路機壓實混凝土- 零坍度稠度混凝土，在鬆散地放置在水平昇層並經光滑振動鋼輪滾壓固結而成。

6.裝置

6.1模具：

6.1.1 A型模具 - 符合ASTM C 470要求的圓柱模具，用於直徑為6 in(152 mm)，高度為12 in(305 mm)可重複使用模具。模具應由不易被水泥漿侵蝕的鋼或其他硬金屬製成。不應使用鋁模。模具在基板上配備永久固定的金屬開槽支架，以便模具可以堅固夾緊在振動台上。模具的頂部邊緣應是光滑的、平面的、並且平行於模具的底部。模具的底部應可防水密封。

6.1.2 B型模具 - 直徑為6 in，高度為12 in(152×305 mm)的一次性塑料圓柱模具。模具規格應符合ASTM C 470的一次性塑料模具。

6.1.2.1模具套筒-B型圓柱模具應插入剛性圓柱套筒中，底部基座夾緊在振動台上。模具套筒應由鋼或其他硬金屬製成，不與波特蘭或其他水硬水泥的混凝土發生不良反應。套筒應能夠牢固和垂直地將塑料模具保持在適當位置而不變形，並且應該用可調節夾具垂直式開槽，以可圍繞模具以緊固。套筒應鉸接，以便可以打開以移除模具(圖1)，並且還應該長時間緊緊固定開槽金屬支架，使得套筒可以堅固地夾緊在振動台上。模具套筒的最小壁厚為1/8 in(3.2 mm)，最小底板厚度為1/4 in(6.4 mm)。模具套筒的內徑應比B型模具的外徑大1/8 ± 1/16 in(3.2 ± 1.6 mm)，並且具有1/2至1/4 in(12.8至6.4 mm)的高度)小於B型模具的高度。

6.2 Vebe振動台一種振動台，帶有3/4 in(19 mm)厚鋼板，長15 in，寬10¼ in，高12 in(381- 260 - 305 mm)。

振動台的結構應防止工作台在工作時彎曲。 檯面藉由電動振動器驅動。這振動器和工作台的總質量約為210 lbm(95kg)。 檯面應水平並緊固在混凝土地板或基礎板上，基礎版應其具有足夠的重量以防止在測試的執行期間裝置的位移。

• 注意3：本試驗程序推薦的振動台是Vebe振動台⁴ ，目前，已有使用該裝置執行試驗實績。
  只要符合9.3小節Vebe裝置中正弦振動頻率的規格，並且符合第11節和第12節的替代測試要求，可以使用另一種振動台代替Vebe裝置(圖1)。Vebe裝置包括圓柱形 模具和導向套筒，由Dynapac Maskin(以前的Vibro-Verken), PO Box 1103, 5-171-22, Solna, Sweden; Dynapac Manufacturing, Inc., Stanhope NJ 07874; and Soiltest, Inc., 86 Albrecht Drive, PO Box 8004, Lake Bluff IL 60044-9902

• ⁴ Vebe振動台，包括圓柱模具和導套，由Soiltest，86 Albrecht Drive，PO Box 8004，Lake Bluff製造IL 60044-9902。

6.3 旋轉臂和導向套管 - 具有夾具組件或其他合適的支持裝置的金屬導向套管安裝在旋轉臂上。旋轉臂和導向套筒必須能夠在垂直於振動表面的位置保持連接到20 lbm(9.1 kg) 圓柱形質量的金屬軸，這允許軸在夾具被放鬆時自由滑動。旋轉臂必須能夠將導向套筒保持位置在振動試樣的中心正上方的鎖定位置。旋轉臂還應能夠旋轉離開工作台的中心。

• 注意4：Vebe振動台配有旋轉臂和導向套。

6.4 額外加載 - 圓柱形額外加載，其金屬軸桿至少18 in(457 mm)長，直徑5/8 ± 1/16 in(16 ±2 mm) ，垂直安裝在板上，並通過額外加載的中心嵌入。軸應通過導向套滑動，不會有結合或過大的間隙。額外加載的底部應具有5¾ ± 1/8 in(146±3 mm)的直徑。額外加載的質量為20 ± 0.5 lbm(9.1 ± 0.25kg)，包括金屬軸的質量(圖1)。

如果額外加載是用手持的，則軸的長度可以減小到12 in(305 mm)並且用“T”或“D”手柄製造

抓住額外加載的軸，避免手滑。

6.5篩 - 符合ASTM E11的2 in(50 mm)篩。

6.6 小工具= 鏝刀、方形鏟和手鏟、鋼鏝刀、木製鏝刀、扳手，搗棒和手電筒。

7.注意事項

7.1 本試驗程序可能涉及危險材料、危險和設備，並且未完全敘明解決與其使用相關的所有安全問題。

使用者應自負和建立適當的安全和健康作法，並確定使用前安全措施限制的適用性。

8. 取樣、試驗樣品和部分取樣

8.1 新拌混凝土樣品應根據USBR 4172獲得。

8.2 混凝土樣品應具有2 in(50 mm)或更小的標稱最大尺寸骨料。 如果混凝土的骨料大於2 in，樣品應根據USBR 4172通過2 in篩進行濕篩。

8.3 混凝土樣品測試應在拌合完成後45分鐘內完成，除非另有規定。

9.校準和標準化

9.1 執行第2章適用文件所列的測試中所使用的設備或設備的校準和標準，是直接或藉由參考的特定程序或標準。

9.2振動台- 振動台的頻率和振幅應根據下表確定初始使用前的模擬試驗條件，以及之後的年度(注意5)。頻率和幅度應根據USBR 4031或4192程序校準。

注意5 - 這校準可由本局的丹佛辦事處的材料工程處[代碼D-3735]的人員進行，並應與其他振動試驗設備的校準調整。

9.2.1振動台應產生頻率至少為3600轉±100次的正弦振動運動

振動每分鐘(60 ± 1.67Hz)，振動振幅為0.0085 ± 0.0015 in(0.22 ± 0.04 mm)時，一個60.0 ± 2.5 1bm(27.2 ± 1.1 kg)的額外加載用螺栓固定在桌子中心。

9.3圓柱模具 - 圓柱模具應符合ASTM C 470的尺寸要求。

9.5 至少在每3個月連續使用後，振動檯面的下側應檢查和清潔任何硬化的混凝土或水泥塊，這可能會干擾桌面的自由移動。

10.調整

10.1 本程序不需要特殊的調整節過程。

11. 程序

11.1 方法A - A型模具：

11.1.1 A型模具在澆鑄試樣前使用穩定的潤滑劑或脫膜劑的塗層模具，以便於從模具中移除。

11.1.2將模具放在Vebe工作台上，並使額外加載居中，使塑料板的邊緣不接觸模具的內壁。降低額外加載到模具中檢查適當的間隙。將模具連接到Vebe工作台，並牢固鎖緊蝶形螺母。將額外加載移出模具。

11.1.3在模具中放入足夠的混凝土，以使模具在鎖緊固定後填充至其體積的三分之一約9.5 lbm(4.3kg)。 在添加鬆散混凝土時，可以使用搗固棒來分佈鬆散混凝土。在填充期間，使用方型鏟子和鏟子處理混凝土以獲得代表性樣品，以使較大尺寸的粗骨料顆粒不會與砂漿分離。

11.1.4將額外加載裝置移到模具中心，鬆開導向套夾螺絲，將額外加載輕輕放在鬆散的混凝土面上。額外加載應該保持能夠垂直滑動而不束縛在導套上。

11.1.5 如果額外加載不能固定在模具中心不與模具內壁碰觸，將額外加載直接放在模具中的試樣上而不使用導向套，並將額外加載垂直於表。在振動樣品時手動握住額外加載上的軸桿。

11.1.6 啟動振動器，允許混凝土在額外加載下合併。使用手電筒觀察在額外加載裝置的邊緣和模具的內壁之間的環形空間中混凝土。當混凝土固化時，砂漿將填充在額外加載裝置的外邊緣和內部模具壁之間的環形空間中。觀察砂漿，直到它形成圍繞額外加載裝置的整個周長的環。當砂漿環完全圍繞額外加載裝置形成時，停止振動器。如果翼型螺母在固結試樣時鬆動，則重新鎖緊蝶形螺母，然後繼續振動以確保試樣完全固結。

11.1.7如果粗骨材集中抑止砂漿環在一個小區域形成，而其他所有位置形成砂漿環，振動器是可以停止，並且添加另一層混凝土。如果砂漿環的大區域無法形成，則這表明混凝土可能是因為不當的採樣、材料西離離或不適當的材料配比而發生砂漿不足情況。

在這些情況下，混凝土樣品應在從模具中剝離後進行目視檢查，然後決定是接受還是拒絕樣品。

11.1.8 第二次混凝土升層，重複11.1.3至11.1.7中的程序，將模具填充至其體積的三分之二。對於第三次升層，混凝土填滿來填充過量出模具頂部上方的。同樣，將額外加載放在鬆散的混凝土面上並固結。

如果額外加載裝置將混凝土固結在模具頂部以下，關閉振動台；增補混凝土材料放在模具中，以使當固結時，混凝土將在模具頂部上方約1/8 in(3 mm)。

繼續振動，將額外加載在模具頂部前後滑動，直到壓實混凝土面與模具頂部齊平；這代表了砂漿漂移，因硬的混凝土是不能容易地漂浮。

當混凝土完成時，不允許額外加載裝置維持在位置上，因為這可能導致級配材料被迫沉降，迫使砂漿離開模具，導致非代表性的試樣。在表面已經用額外加載裝置整平之後，振動試樣4±1秒，除非預期振動器的大振幅振盪對試樣造成損壞而額外加載裝置沒有需再填充表面裂紋。

11.1.8.1 使用替代型振動台來製作試樣時，可能不能在沒有額外加載的情況下振動試樣。這是由於在振動器關閉後發生大振幅，低頻振盪時造成壓實樣品的擾動。 如果發生這種情況，請保持額外加載，直到振動台完全停止。

11.1.9 從振動台上取下帶有固結試樣的模具，用鋼鏝刀或木製鏝刀修整試樣的頂面。

當使用木製鏝刀時，避免從表面移除骨材顆粒。

11.2 方法B - B型模具：

11.2.1 按照11.1製造混凝土試樣在B型模具中。 在製作試樣前先將B型模具放入金屬套筒中，確保緊密相合，但不使塑料模具變形。

由現有的鋼製圓柱形模具製成的套筒組件如圖1所示。將整個組件堅固地夾緊在Vebe工作台，並按照11.1.2至11.1.9的步驟製作試樣。

12.養護

12.1 除非另有規定，所有試樣應按照USBR 4031或4192中適用的養護規定內容進行養護。樣品測試抗壓強度和劈裂抗拉強度應分別符合USBR 4039和4496規定。

13.計算

13.1 本試驗程序中沒有涉及計算。

14.報告

14.1 本程序不需要報告表。

15.精度和誤差

15.1 目前，本程序的精度和誤差是未知的。

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USBR4905使用振動台於無坍度混凝土的稠度和密度的步驟

使用振動台於無坍度混凝土的稠度和密度的步驟

PROCEDURE FOR CONSISTENCY AND DENSITY OF NO-SLUMP CONCRETE WITH VIBRATORY TABLE

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相關連結

• USBR 4906_使用振動台製作無坍度混凝土的圓柱試體方法
• 使用振動台上製作零坍度混凝土圓柱試體(照片集)
• 使用振動台測定無坍度混凝土的稠度和密度試驗(照片集)

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USBR 4905-92

1. 適用範圍

1.1 本標準涵蓋無坍度混凝土製造圓柱形試樣的試驗程序，當USBR 4031和4192所述的標準程序藉由搗實和內部振動不可行時的試驗。本程序適用於實驗室和現地。

• 注意1 - 這些程序被認為適用於具有骨材尺寸2in(50mm)以上的粗骨料的塑性混凝土。如果粗骨料大於2in，使用通過2in篩的混凝土部分上進行本程序，可依據USBR4172除去較大的骨料，篩除是使用2in篩而不是1-1/2in(37.5mm)篩。

USBR4172程序不被認為適用於非塑性和非金屬材料，粘性混凝土。
1.2 這些程序用於測試滾壓密實混凝土，也可用於測試其他類型的混凝土，如水泥處理的骨料和類似於水泥的混合物。
1.3 提供了兩種替代的測試方法來確定使用Vebe振動台的混凝土的稠度和密度：
1.3.1 方法A (使用50-1bm[22.7kg]額外載重放於試樣頂部)
根據ACI 211.3-75(R1989)，試驗方法A應用於測試非常硬至極乾的稠度的混凝土。
1.3.2 方法B (無額外載重)
方法B應用於硬至極硬稠度的混凝土，或者當試驗方法A的Vebe time小於5秒時。
1.4本試驗建議振動台是Vebe振動台(the Vebe vibrating table)。 到目前為止，所有的本局( Bureau)測試已經使用這個振動台裝置進行試驗程序。
也可用其他型式的替代的振動台，只要它符合正弦振動的規格，如第9.3節所示和第11和12節的相間測試的要求。

2.適用文件

2.1 USBR程序：
4029 骨材中的密度和空隙
4031 在現場製作與養護混凝土試樣
4138 混凝土的空氣含量、密度、降伏強度
4143 混凝土坍度
4172 新拌混凝土取樣
4192 在實驗室製作與養護混凝土試樣
2.2 ASTM標準：
C 1170 使用振動台¹測定滾壓混凝土的稠度和密度的標準試驗方法
E 1 ASTM溫度計規範²
E 11 試驗用編織篩規格^1,3
2.3 ACI標準：
2075R-89 滾壓混凝土⁴
211.3-75R-89 無坍度混凝土配合比例的標準做法⁴

• ¹ASTM年刊標準，vol. 04.02。 
• ²ASTM年刊標準，vols. 05.03,14.03。 
• ³ASTM年刊標準，vols 04.01,04.06,04.07,05.05,14.02。 
• ⁴ACI混凝土操作手冊(Manual of Concrete Practice)，part 1，1990. Available from American Concrete Institute, PO Box 19150, Redford Station, Detroit, MI 48219。 

3. 程序摘要

3.1 本程序用於測定硬質至極乾混凝土拌合物的稠度(consistency)[注意2]。
稠度的測定是在給一定質量的混凝土透過在圓柱形模具中振動而被固結所需的時間。
壓實樣品的密度是由固結的樣品的質量並除以其體積來測量而得，其透過使用水置換法測定。

• 注意2 -在ACI 207.5R-89和ACI 211.3-75(R 1989)中有具體的進一步描述。

4. 意義和使用

4.1 試驗方法A和B目的在確定使用滾壓混凝土構造物時常見的硬的至極乾的混凝土拌合材料的稠度和密度。
4.1.1由於一些滾壓密實混凝土混合物是硬至極乾的，標準Vebe試驗方法將試樣在坍度 -
對於測試方法A，額外加載質量從6 lbm（2.72kg）增加到50 lbm（22.7kg）;然後將附加質量從6 lbm對於測試方法B，額外加載質量被消除。
4.2 試驗方法A使用50 lbm額外加載，用於通過滾壓方法固結的混凝土。混凝土的稠度和密度適宜用於藉由振動鋼輪機的固結可以使用測試方法A來確定。
4.3 試驗方法B不使用額外加載，可用於確定通過普通振動技術固結的一些混凝土混合物的稠度和密度以及藉由振動鋼輪固結的一些混凝土混合物的稠度和密度。

5.術語。

5.1 滾壓混凝土 -零坍度稠度混凝土，在鬆散地放置在水平昇層並經光滑振動鋼輪滾壓固結而成。

6.裝置

6.1 圓柱形模具 - 圓柱形模具應由鋼或其他耐水泥漿腐蝕的硬金屬製成，內徑為9½±1/16in(241±2mm)，高度為7¾±1/16in(197±2mm)。
模具體積應根據USBR4029率定。模具應配備可緊固的金屬槽，可將其牢固地夾緊在Vebe振動台上。模具頂部邊緣應平滑且頂面平行於模具底部，並能夠提供緊密密封。當模具充滿水並且光滑的玻璃或塑料板放置在頂部邊緣上時，不會有氣泡的洩漏。
6.2 旋轉臂和導向套管 - 具有安裝在旋轉臂上的夾具組件或其他合適的支持裝置的金屬導向套。
旋轉臂和導向套必須能夠在垂直於振動台的位置支持一個額外載重塊50 lbm(22.7kg)的金屬軸，這樣，當釋放夾具時，桿是可以自由滑動。 導向套筒內徑應比額外載重塊的金屬軸直徑大1/8±1/16 in(3.2±1.6mm)。
套筒必須能夠保持鎖定位置功能，其中套筒中心直接在振動台的中心上方，並且還能夠從桌子中心旋轉離開。
Vebe振動台配備此導向套。
6.3 額外載重塊 - 圓柱形額外載重塊，其金屬軸桿至少18in(457mm)長，直徑為5/8±1/16in(16±2mm)，垂直安裝在板上，並通過額外載重塊中心嵌入。
軸桿應通過導向套滑動，不會有結合或過大的間隙。 額外載重塊的底部應有9±1/8in(229±3mm)的直徑。
額外載重塊的質量應為50lbm(22.7±0.5kg)，包括金屬軸桿的質量。 如果額外載重塊是手持的，則金屬軸桿的長度可以減小到12in(305mm)並且用“T”或“D”手柄製造，用於夾緊載重塊軸桿避免手滑。
6.4 天平或天平 - 天平或天平應具有足夠的容量以測量樣品和模具的總質量，並具有需要的精度，以便可以確定混凝土樣品的質量精確度到0.01 lbm(4.5g)。
6.5 壓克力板(Fiat Plate) - 需要至少1/2in厚的方形，平板或丙烯酸板，其長度和寬度比圓柱形模具的外徑大至少1in(25mm)。 板面應光滑平整。
6.6 Vebe振動台 - 一個振動台，帶有一個3/4in(19mm)厚的鋼檯面，長度約為15in、寬度約為10¼ in、高度約為12in(381- 260- 305mm)。 振動台的結構應防止工作台在作業時彎曲變形。 檯面藉由電動振動器驅動。這振動器和工作台的總質量約為210 lbm(95kg)。 檯面應水平並緊固在
混凝土地板或基礎板上，基礎版應其具有足夠的重量以防止在測試的執行期間裝置的位移。

• 注意3：本試驗程序推薦的振動台是Vebe振動台，目前，已經使用該裝置進行測試。
• 只要符合9.3小節Vebe裝置中正弦振動頻率的規格，並且符合第11節和第12節的替代測試要求，可以使用另一種振動台代替Vebe裝置（圖1）。Vebe裝置包括圓柱形 模具和導向套筒，由Dynapac Maskin(以前的Vibro-Verken), PO Box 1103, 5-171-22, Solna, Sweden; Dynapac Manufacturing, Inc., Stanhope NJ 07874; and Soiltest, Inc., 86 Albrecht Drive, PO Box 8004, Lake Bluff IL 60044-9902.

6.7 溫度計 - ASTM No.1F或1C溫度計符合ASTM規格E1的要求的。
6.8 篩 -符合ASTM規格E11要求的2in(50mm)篩。
6.9 雜項設備 - 還需要鏟子、勺子、坍度鐵棒、碼錶和手電筒。

7.注意事項

7.1 本試驗程序可能涉及危險材料、危險和設備，並且未完全敘明解決與其使用相關的所有安全問題。
使用者應自負和建立適當的安全和健康作法，並確定使用前安全措施限制的適用性。

8. 取樣、試驗樣品和部分取樣

8.1 新拌混凝土樣品應根據USBR 4172獲得。
8.2 混凝土樣品應具有2in(50 mm)或更小的標稱最大尺寸骨料。 如果混凝土的骨料大於2in，樣品應根據USBR 4172通過2in篩進行濕篩。
8.3 混凝土樣品測試應在拌合完成後45分鐘內完成，除非另有規定。

9.校準和標準化

9.1 執行第2章適用文件所列的測試中所使用的設備或設備的校準和標準，是直接或藉由參考的特定程序或標準。
9.2圓形模具 - 依據USBR 4029，圓柱形模具的體積應根據USBR 4029校準到最接近的0.02ft³(0.000 57m³)。校準應每年率定一次，在使用頻繁、經常使用時每月率定一次。
圓柱模具質量，如果使用在密度計算(即空模具不扣重重），應確定為最接近0.01lbm(4.5g)。
9.3 振動振動台 -振動台的頻率和振幅應在初次使用前的在模擬試驗條件下率定，以後每年(注意4)率定。頻率和幅度應根據USBR 4031或4192測定。

• 注意4：這種測定可由the Bureau's enver Office的材料工程部門(Code-5335)的人員執行，並應與其他振動試驗設備的校準調整。

9.3.1 Vebe振動台或替代的振動台應產生正弦振動運動，其頻率為每分鐘3600轉±100次(60±1.67Hz)，振動幅度為0.0085in±0.0015in(0.22±0.04mm)、2.51bm(27211.1kg)，螺栓連接至檯面中心，如圖2所示。

9.4 除了在9.3小節中建議的校準頻率外，振動台還應在任何操作的事件(包括維修)之後，且當發現測試結果有問題時應進行校準。
9.5 至少在每3個月連續使用後，振動檯面的下側應檢查和清潔任何硬化的混凝土或水泥塊，這可能會干擾桌面的自由移動。

10.調整

10.1 特殊情況是在第11章和第12章內敘述。

測試方法 - VEBE時間

11.程序

11.1 Vebe Consistency時間（含額外載重）：
11.1.1 使用方鏟和勺子來取得代表性樣品。 依據第8章，最小質量為50lbm(22.7kg)。處理混凝土方式以粗粒料級配不與砂漿產生分離的。

• 注意5-在無坍落度稠度範圍內的混凝土在處理過程中極易發生離析。 為了使離析最小化，必須小心處理取樣，以及在混凝土的搬運、再混合和測試期間。應使用方鏟和勺子來取得代表性樣品。混凝土應該以這樣的方式處理，即大尺寸的粗粒料級配不與砂漿分離。

11.1.2 潤滑模具內部，並填充29.5±1.5lbm(13.4±0.7kg)混凝土。 使用方形勺子和搗固桿，均勻分布地置放混凝土，以盡量減少析離和石塊集中(rock pockets)。
平整、散鋪混凝土料面，使不與砂漿分離。
11.1.3 用手鎖緊蝶形螺螺絲，將模具固定在Vebe工作台上。將額外配重塊的軸通過導向套滑動，並將附加裝置旋轉到模具中心的位置鎖定，以確保在釋放時額外配重塊將是在模具內。 在這個過程中，額外配重塊可以降低到模具中以調整模具的位置，但不應該放置在樣品上。 用扳手固定Vebe工作台的蝶形螺母，以防止在測試過程中鬆動。 將額外配重塊輕輕降低到樣品表面。
11.1.4 如果額外配重塊不能在模具居中而會卡觸在模具內壁上，則將附加費直接放置在模具中的試樣上，而不使用導向套管，並且用手來保持額外配重塊軸垂直於工作台的頂面，在整個Vebe測試的期間，額外配重塊軸必須用手保持平衡。 當手動扶持額外配重塊時，不要對額外配重塊施加額外的手壓。
11.1.5 啟動振動器和計時器 使用手電筒，在額外配重塊的邊緣和模具的內壁之間的環形空間中觀察混凝土。
隨著測試的進行，砂漿將填充額外配重塊蓋版外邊緣和內部模具壁之間的環形空間。 觀察砂漿，直到它形成圍繞配重塊蓋版的總周長的環。 當砂漿環完全圍繞配重塊蓋版形成時，停止振動器和計時器; 確定到完成的分鐘和秒的經過時間。 將此時間記錄為the Vebe consistency time，測試方法A.如果在測試期間翼形螺母鬆動，則用新的混凝土樣品重複該測試。 如果振動2分鐘後砂漿圈不形成，停止振動器和定時器; 在報告上記錄此情況。
11.1.6如果在2分鐘後發生以下條件，請在報告中記錄，記錄已經過的時間，如有必要重新測試：
11.1.6.1在鬆散試樣中的少量粗骨材集中(rock pocket)抑止了砂漿環在一個小區域形成，而在其他所有位置砂漿環已形成，
或者：
11.1.6.2 形成的大部分砂漿環的花費時間與具有相同混合比例的以前的記錄相似。
11.1.7 依據第11.2節確定試樣的密度。

11.2 新拌固結混凝土的Vebe密度(Vebe Density )：
11.2.1 在確定Vebe時間後，去除額外配重塊。 在沒有額外配重塊的情況下振動樣品，再振動外10秒鐘以可平整樣品的頂面。
11.2.2 從Vebe振動台中取下裝著樣品的模具，擦拭去除圓筒模具在內壁固結混凝土上方的砂漿。將平板放在圓筒模具中，並量測精確度0.01lbm(4.5g)圓柱模具和固結混凝土材料和平板的質量。 通過從圓柱形模具，固結試樣和平板的質量減去圓柱模具和平板的質量來確定試樣的質量。 移除平板。
11.2.3 將模具放置在水平表(地)面上，並在室溫下用水小心地將模具填充至剛好在頂部邊緣上方的形成凸面(meniscus level)，這是在試樣表面的漿料的流失最小情況下進行。
11.2.4 量測水的溫度讀數至1℉(1°C)。
11.2.5 小心地用平板覆蓋模具，以去除氣泡和多餘的水。
11.2.6 擦拭所有多餘的水，並確定圓柱模具和固結材料和水和平板的總質量。 藉由總質量中減去11.2.2中量測的模具和試樣和平板的質量來獲得水的質量。
11.2.7 藉由將水的質量除以試驗溫度下水的密度，依據表1或表2中查表得的值─ 視需要進行內插來確定水的體積。 確定水的體積，精確到0.001ft³(0.028L)。

11.2.8 藉由在9.2節中獲得的圓筒模具的體積中減去在11.2.7節中獲得的水的體積來計算試樣的體積。
11.2.9按照第13節計算量測試樣的密度。 這個被稱為試樣的Vebe密度，試驗方法A。

11.3 使用替代振動台的振動稠度時間(Consistency Time)和密度，測試方法A：
11.3.1 依據11.1節量測混凝土的稠度時間。記錄替代振動台的使用，並記錄時間作為振動稠度時間，測試方法A。
11.3.2 按照11.2節量測試樣的密度。將這稱為試樣的振動密度(vibrating density)，試驗方法A.
11.3.2.1當使用替代振動台量測混凝土的稠度和密度時，可能無法在沒有額外載重塊的情況下振動試樣。 這是由於在振動器關閉後發生大振幅，低頻振動波時壓實樣品的擾動。 如果發生這種情況，在確定振動時間後，將額外載重塊留在樣品上，再振動樣品10秒鐘。 記錄使用額外載重塊的密度量測時間。
11.3.2.2 根據11.2.2至11.2.9確定混凝土固結樣品的密度。

試驗方法B - VEBE TIME

12.程序

12.1 Vebe 稠度時間（無額外載重）：
12.1.1 依據第8節獲得最小質量為50lbm(22.7kg)的混凝土的代表性樣品，並將混凝土置於圓柱形
模具按照11.1.1和11.1.2節。
12.1.2 將模具放在Vebe工作台上，鎖緊蝶形螺母，以防止試驗過程中鬆動。
12.1.3 啟動振動器和定時器。 觀察混凝土和模具內壁接觸的間隙。
當試樣固結時，圍繞試樣的周邊將形成一個砂漿環於抵靠模具的內壁並且將填充在粗骨料之間。
觀察圍繞模具周邊的砂漿環的形成。 當砂漿環完全形成時，停止振動器和計時器; 記錄已經過
時間的分鐘和秒。 將此時間記錄為Vebe稠度時間，測試方法B。如果在2分鐘後沒有形成砂漿環，則停止振動器。 在報告上記錄這個情況，如有必要，使用測試方法A用新的混凝土樣品重新試驗。
如果固定螺母在試驗過程中鬆動，請用新拌的混凝土樣品重新試驗。
12.1.4 假如有11.1.6所述情況，記錄起來。
12.2 新拌混凝土密度，試驗方法B：
12.2.1 依照11.2量測試樣的密度。 參考密度作為試樣的Vebe密度，試驗方法B.
12.3 振動稠度時間和密度使用替代振動台，測試方法B：
12.3.1 振動稠度時間，試驗方法B：
12.3.1.1 依據12.1.1至12.1.4確定振動稠度時間，試驗方法B。記錄使用替代振動台。
12.3.1.2 如果觀察到11.3.2.1的條件，應中斷試驗，不要使用試驗方法B的振動稠度時間或密度。

13.計算

13.1在確定Vebe稠度時間後，確定樣品的密度如下：

D=	Ms
	Vs

此處：
D = 以lb/ft³為單位的密度(kg/m³或kg/Dam³)(注意6)
Ms =樣品質量(kg)
Vs =以ft³為單位的樣品體積（m³或Dam³）
13.2 圖3顯示了一個建議的計算表格。

• 注意6-要將Dam³(立方公丈)轉換為m³立方米，乘以1000。

14.報告

14.1 圖4顯示了由計算機產生出的典型報告格式。

15.精度和偏差

15.1 精度 - 該程序的精度目前未知。
15.2 偏差 - 這些測試方法中的程序量測滾壓混凝土的稠度和密度沒有偏差，因為稠度和密度只能根據這些試驗方法來定義。

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USBR7240_執行快速構築控制方法(快控制法)

執行快速構築控制方法(快控制法)

PROCEDURE FOR PERFORMING RAPID METHOD OF CONSTRUCTION CONTROL

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相關資料連結

• USBR 7220X1_試驗孔或試驗體積和選擇設備之原則

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USBR 7240-89

一、範圍：

1.1 本章在敘述快速測定現地凝聚性土壤之壓實度與最佳含水量變化的方法。
1.2 正確夯實度，和最佳含水量與填方(現地)含水量兩者間大約關係，能夠在未知實際工地含水量前測得。
1.3 本章方法通常執行於土壤有超過15％細料；它亦可使用於土壤有 5至15％細料情況下。

二、輔助試驗：

2.1 填方材料(看注意 1)現地濕單位重是依據USBR 7205、7206、7220、7221或 7230 任一規範而獲得。這填方含水量必須測定土樣小於No4篩部份的粒料，仍依據USBR 5300完成這部份工作，以得到此紀錄。 注意 1：此「填方」名詞認為是機械堆置；本章快控制法也能使用於自然堆積(看5.2小節)。此處為了簡單化，只使用於填方材料試驗。

三、應用文件：

3.1 USBR步驟：
USBR 3900 土壤物理性質的標準定義條款與標示。
USBR 5000 測定土壤統一分類(驗室方法)。
USBR 5005 測定土壤統一分類(數值法)。
USBR 5300 測定土壤和岩石之含水量藉由烘箱法。
USBR 5500 執行實驗室土壤夯實─5.5磅夯錘和18吋落距。
USBR 7205 測定現場土壤單位重量藉由砂錐法。
USBR 7206 測定現場土壤單位重量藉由橡皮模膨脹球(Rubber Ballon)法。
USBR 7220 測定現場土壤單位重量藉由砂取代試驗孔法。
USBR 7221 測定現場土壤單位重量藉由水取代試驗孔法。
USBR 7230 測定現場土壤單位重量藉由核子含水-密度計量器(Nuclear Moisture -Density Gauge)。
USBR 7250 相對密度測定。

3.2 ASTM標準：E11金屬編織篩之規格。

四、方法摘要：

4.1 由執行USBR 7205、7206、7220、7221或 7230任一規範之同時可獲得填方材料(看注意 1 )土樣。土樣依據 USBR 5500規範夯實。這第一個填方(現地)含水量和繼續每一不同含水量，至最後三樣品被夯實後；由三個夯實的點定義出一拋物曲線上，這曲線尖峰端可精確的測出。在填方含水量現地濕單位重與試驗室最大濕單位重之間比值可被測出；一個最佳含水量和填方含水量(ω_o - ω_f) 之差值將近似值被測出。然後，實際填方含水量藉由烘乾測定(通常在次天)這乾單位重和最佳含水量就可計算而得。

五、意義和使用：

5.1 這快速構築控制法是可即刻獲得夯實度評價及用在構築之凝聚性土壤的最佳含水量的變化；在試驗過程，不用知道填方含水量時就可得知。
5.1.1 這試驗結果可使用決定在填方材料是否符合指定夯實程度和含水量控制值。
5.1.2 這試驗結果通常在土壤樣本採取後，不用一小時即可獲得。
5.1.3 試驗獲得的結果，目的針對工程控制，而正確的乾單位重和填方夯實土壤含水量是較晚獲得。
5.2 本方法可用於原地或借土區材料之現地乾單位重和含水量與試驗室最大乾單位重和最佳含水量間的比較。
5.3 土壤夯實特性完全取決於土壤的級配和細料凝聚性質。
通常，這夯實試驗是最適用於土壤含有15％細料；這些土壤在工程控制上是用壓實度來評定壓實程度。對於土壤組成少於 5 ％細料，則最小和最大指數單位重量試驗是用於評價壓實特性；對於這些土壤工程控制，相對密度是用來測定壓實程度。
土壤由 5 ～15％細料組成，則必須去做試驗室夯實試驗與試驗室最小和最大指數單位重試驗兩個試驗，以得一最適合的結果。是用夯實度或者用相對密度被作為工程控制，及何種土壤依據何種試驗規則，USBR 7250 或 7255(附錄X1)有更進一步的討論。

六、術語：

6.1 依據 USBR 3900定義，專門用詞詳細意義如下：
6.1.1 夯實曲線(Compaction Curve)一這曲線表示出於同一夯實能量下，土壤乾單位重和含水量間之關係 (ASTM定義) 。
6.1.2 填方(Fill )：人為、自然堆積的土壤或岩塊和廢棄材料；故意整理以具有排水功能，以預防土壤顆粒因水流而流失。
6.1.3 最大單位重(Maximum Unit Weight ,γ_max)─定義為夯實曲線尖峰之乾單位重。
6.1.4 最佳含水量(Optmum Moisture Content,ω_o,％ )─在一夯實能量下，土壤在此含水量下夯錘，可獲得最大乾單位重(ASTM)。
6.1.5 壓實度(Percent Campaction,％) ─土壤乾單位重量對試驗室夯實試驗所得最大乾單位重量之比值百分率(ASTM)。
6.1.6 濕單位重(Wet Unit Weight ,γ_wet)─不論土壤的飽和度，單位土粒重加單位水重 。
6.2 未定義於 USBR 3900，專門用詞詳述如下：
6.2.1 加水量(Added Water,z )－為加在快控制法夯實土樣前的7.5磅的濕土樣水量以百分率表示。假如濕土樣含水量是減少，則「加水量」是負值，認定為「減水量」(即-2.0%)。
6.2.2 C值(C-Value)－ (1)現地於填方含水量濕單位重與(2)試驗室夯實土樣(在快控制法，在填方含水量時)濕單位重之比值百分率。此C值是工地夯實裝備與試驗室標準夯實能量間之比較。
6.2.3 在填方含水量之夯實曲線(Compaction Curve at Fill Moisture Content)一這圖表呈現出，在填方含水量濕單位重(轉換濕單位重)和加水量百分率間之關係。
6.2.4 轉換濕單位重(Converted Wet Unit Weight ,γ_wetC)－這夯實土樣單位重量，依據對填方含水量之單位重量所加水量，轉換。
6.2.5 D值(D-Value)－(1)在現地填方含水量的濕單位重與(2)試驗室以快控制法測得在填方含水量之夯實曲線上得知最大濕單位重間之比值百分率；這D值是快控制法所得壓實度。
6.2.6 填方含水量(Fill Moisture Content,ω_f)－現地土壤小於No.4 粒料之含水量。
6.2.7 填方單位重量(Fill Wet Unit Weight ,γ_wetf)─此濕單位重量是在填方單位重量試驗所得。
6.2.8 最大濕單位重量在填方含水量(Maximum Wet Unit Weigh at Fill Moisture Content, γ_maxWf )─此濕單位重量定義在試驗室填方含水量下夯實曲線之頂端。

七.特例：

7.1 這含水量調整值(紅線核心區)被測定是基於土樣的平均單位重和最佳含水量較大值；對於土壤有重大性質差異，此含水量調整值是不可應用；假設在前述例子下，對這特殊土壤則新的含水量調整值必須測定(詳見 Engineering Monograph No.26 或聯繫 the Bureau`s Denver Office 已獲得更多資訊) 。
7.2 對於過於乾或濕(+6.0%,-4.0%)於最佳含水量之土樣，則ω_o－ω_f值是較不正確。

八.儀器：

8.1 一般儀器：
8.1.1 天平或秤─標示值必須可讀至0.01磅，可秤量大約50磅之天平或秤。
8.1.2 量筒─容量250mL，刻度為2.0mL。
8.1.3 量筒─容量100mL，刻度為1.0mL。
8.1.4 篩─U.S.A.標準篩和架子，符合ASTM E11設備。
8.2 僅於本試驗所用設備：
8.2.1 夯實設備─一個5.5磅夯錘及校準至18吋、重複25下；此內模體積1/20立方呎夯實模和底鈑。這設備應該完全與 USBR 5500所使用的相同(詳見 USBR 5500以得明確資訊)。
8.2.2 擠土器─用於移除夯實模內以夯實土樣之機械設備。
8.2.3 拌和機(Mixer)─電力、bench、三段調節速率、1/3馬力、60cycle；115V馬達。
8.2.4 電扇─電力或其他乾糙設備。
8.2.5 直尺─任何大於5吋之適宜長度的應金屬直尺，若其邊厚度大於1/8吋則必須削成斜面。
8.3 雜項設備─刷子、小刀、拌和盤、杓子等，用於混和或調配土樣；桶子含蓋或其他適當容器以用於儲放試驗土樣。

九. 藥劑及材料：

9.1 選用水是無酸、鹼或油和適用於飲用水皆可被使用於濕潤夯實前土樣。

十.注意事項：

10.1 安全上注意事項：
10.1.1 本規範可能涉及危險的材料、操作和設備。
10.1.2 當夯時機開啟時，勿將手接近夯實模頂部。
10.1.3 當夯實模不使用時，應確定開關切於「OFF」位置。
10.2 技術上注意事項─試驗土樣之準備及夯實，應盡可能快速完成，以使含水量遺失在最小情況。

十一. 樣本，試驗土樣及試驗單位：

11.1 土樣的準備─本規範所使用土樣是於現地單位重試驗獲得；土樣的準備程序論述於各適當章節內。

十二. 校準及標準化：

12.1 確認現行設備以依照可應用之校正規範校準；假如，現行尚未校準，在使用本規範之前應執行校準。

十三.環境(條件)：

13.1 假使這試驗不是立即執行，儲放土樣於密封容器內，以避免含水量散失。

十四. 步驟及計算─獲得現地單位重量：

注意2：這試驗執行步驟是劃分五部份，如下：
◎獲得現地單位重。
◎進行夯實土樣和獲得夯實曲線。
◎自夯實曲線上測定最大點和 ω_o - ω_f。
◎測定D和C值。
◎完成試驗和記錄。

注意3：由於計算是各步驟的主要部份，本章包括計算和執行步驟。
14.1 所有資料記錄在「快控制試驗法─現地單位重量」表格；如圖一示。
14.2 依據 USBR 7205、7206、7220、7221以測得現地單位重量。假如，試驗土壤含有礫石，則根據B法施作各項試驗。B法是關於獲得試驗土壤的控制粒料的單位重量。而快控制法試驗之控制粒料為小於 No4篩之材料。
14.2.1 假使使用 USBR 7230(核子法)做現地單位重量試驗，土樣獲得必須根據其相關規定 。
14.3 為試驗所需，小於 No.4 土料最少有 23磅，方夠三組夯實土樣試驗之用。這小於 No.4的土樣是由現地單位重量試驗挖掘而得(或自14.2.1 小節核子法)。
14.3.1 假使土壤內有較多量大於 No.4篩尺寸的土壤，應注意挖掘孔可獲得到小於 No.4篩土料量，須滿足14.3小節所述需要量。
14.3.2 假使試驗之土壤對O.M.C.似乎非常濕或乾(4%或更多)；則將須增加夯實樣本數，每一樣本約需 7.5磅的土量。
14.3.3 假使現地單位重量試驗之挖掘孔無法獲得足夠土料，可從挖掘孔周圍加挖而得。此加挖土料必須能代表現地單位重量試驗孔內之土壤性質。
14.3.3.1 假使這現地單位重量試驗是代表一個全深度夯實層，則加挖土料僅能從此試驗夯實層上獲得。
14.3.3.2 假使現地單位重量試驗挖掘孔已被汙染或潮濕(例如用砂錐法或水取代法)，則加挖材料必須注意取自無汙染且接近原挖掘孔之土料。
14.3.3.3 儘可能使快控制法有足夠土料使用，假如無足夠土料可用則使用下節所述再加工方式取得。
14.3.3.4 再加工土料(Reprocessed Soil)：
14.3.3.4.1 再加工土料只用於當可用土壤用量被限制時不足。
14.3.3.4.2 假如再加工土料是必要時，則可將先前已夯實第一個夯實土樣 (即為填方含水量) ，重新篩過No.4篩後，與原可用土料充分混合均勻。
14.3.3.4.3 使用再加工土料，必須附註於快控制法表格的資料區內。
14.4 假設已依14.2小節所述各步驟完成現地單位重量試驗；土樣亦已經由現地單位重量之土壤，重新過No.4篩而獲得。
14.5 徹底混合這些通過 No.4 篩土料，且確定含水量十分均勻；這混合過程應快速以預防水份散失。
14.6 保存這些通過No4 篩土料在密封容器內，以防止含水量散失。

十五. 步驟和計算－夯實土樣與得到夯實曲線：

15.1 所有資料依照15、16、17和18章所述步驟和記錄在「快控制試驗記錄─現地單位重量」表格，如圖1示，本章有關資料是紀錄於「快控制法資料」區。

15.2 測定和紀錄，夯實模質量至0.01lbm ，記錄夯實模體積至0.0001立方呎。
15.3 準備在填方含水量的夯實土樣。這土樣認為是「第一個土樣」，這資料記錄在標示「第一土樣」 欄位上(這行加水量是 0.0) 。
15.3.1 將夯實模和延伸模牢固於底鈑上。
15.3.2 放置大約2.0至2.5磅土壤於模內，並鋪一均勻厚度。
注意4：用經驗，這可由大勺或其他設備的容量來調整。
15.3.3 以 5.5 磅重夯錘，落距 18吋，均勻錘擊於層面25下。
注意5：這夯實土樣以求得試驗室夯實曲線方法，在本節敘述是和USBR 5500相同。
15.3.4 重複15.3.2和15.3.3直到約等厚之三層夯實後；三層完成夯實面，應超出延伸模約 1/4吋但不大於 1/2吋，假如這最後層面過高或過少，則應拋棄及重新使用新料夯實。
15.3.5 自模上移除延伸模後；用直尺沿夯實模頂齊平修整土樣。
15.3.6 自底鈑移除夯實模。
15.3.7 測定和記錄，模重加夯實土樣之質量至0.01磅。
15.3.8 擠出及清除夯實模內土樣。
15.3.9 計算和記錄，夯實土樣的質量

m₁=m₂-m₃

此處      m₁=土樣質量，lbm

m₂=土樣質量+模質量，lbm

m₃=模質量，lbm

15.3.10 計算土樣濕密度:：

ρ_wet = m₁ /  V

此處     ρ_wet =夯實土樣濕密度，lbm / ft³

V =模體積，ft³

15.3.10.1 轉換濕密度成濕單位重γ_wet，即改 lbm / ft³ 為 lbf / ft³ 並記錄精度至0.1lbf / ft³。在此應用中，將 1磅質量在數值上視與1磅力相等。
15.3.11 這第一個土樣夯實濕單位重視為「第一個濕單位重」或γ_wetfirst，記錄這值於快控制法之控制資料區之圖中(26)行。
15.3.12 在第一樣本完成時，應該計算C值(看第17.2小節)。C值先行計算，在因為C值(成果)小於規範中D值規定，則工地單位重已不能滿足規範要求。在快控制法中D值一定是等於或小於C值。
15.3.13 自夯實土樣中心部份，切得一約15平方吋，6吋長，重約200gm之含水量樣本。
15.3.14 依照USBR 5300測定此土樣含水量。
15.4 用 2%加水量準備第二個夯實土樣，這個夯實土樣視為「第二土樣」，資料記錄在標示「第二土樣」 欄位上(這行加水量是 +2.0)。
15.4.1 自原採取土樣中取約 7.5磅土樣，放置於拌合盤中。
15.4.2 精確量測 68mL(1.15 lbm)水；此水量將增加土壤大約 2 ％的含水量；故視為「 2 ％加水量」。
15.4.3 用手工具攪拌或混和機械，徹底混合土壤同時灑水，確定水量均勻分佈於土料內；這混合步驟應快速以避免水份遺失。然後用塑膠袋或其他覆蓋物，覆蓋於拌合盤上，以預防含水量改變。
15.4.4 依據15.3.1至15.3.10節，夯實土樣和計算土樣濕土重量、濕密度和土樣濕單位重。
15.4.5 計算和記錄，土樣的轉換濕單位重(在填方含水量濕單位重)。

γ_wetC = γ_wet/ ( 1 + Z / 100 )

此處   γ_wetC  = 夯實土樣濕轉換單位重，lbm / ft³

γ_wet   = 夯實土樣濕單位重，lbm / ft³

Z   = 對夯實前7.5磅土樣之加水量，%

100   = 轉換百分率為小數

15.5 準備第三個夯實土樣，這資料欄位使用端視加水或減水二者決定。
15.5.1 在這第三個土樣被夯實之前，比較最先做二個夯實土樣之濕單位重。假使第二土樣轉換濕單位重大於或相等第一個土樣時，則遵循15.5.2小節。假使第二土樣轉換濕單位重小於或相等第一個土樣時，則遵循15.5.4小節。
15.5.1.1 假使第二土樣轉換濕單位重量是小於第一個土樣，和相差 3 lbf/ft³之內，則必須烘乾土樣(15.5.4小節)可不加考慮(看附錄X1)。這替代方法同 Y₁ / Y₂法論述一樣，且假如被運用，則執行附錄X1步驟後繼續17章步驟。
15.5.2 準備加水第三個樣本；這資料被記錄於鄰近「＋2.0」行之右側(看圖1)。
15.5.2.1 自原採得土樣，取 7.5磅放入拌合盤內。
15.5.2.2 量測136mL(0.30 lbm)的水；此水量將增加土壤大約 4 ％的含水量；故視為「 4 ％加水量」(+4.0)。
15.5.2.3 徹底拌合土樣和同時灑水於土壤上；這混合過程儘快，以避免防止水份遺失。
15.5.2.4 依據15.3.1至15.3.10節，夯實土樣和計算土樣濕土重量、濕密度和土樣濕單位重。
15.5.2.5 依據 15.4.5小節，計算和記錄轉換濕單位重。
15.5.2.6 假使，這第三個土樣之轉換濕單位重量是小於或等於第二個土樣，繼續第16章。假使，這第三個土樣之轉換濕單位重量是大於或等於第二個土樣，則必須依據15.5.3小節增加夯實土樣。
15.5.3 準備另一加水土樣；這資料被記錄於在可用行且於加水量欄位內標示值(即 - 6.0, - 8.0等)。
15.5.3.1 重複15.5.2.1至15.5.2.6小節步驟，但是這「加水量」大於其先前夯實土樣的加水量2%(即 - 6.0％, - 8.0％等)
15.5.3.1.1 在夯實材料加 - 6.0％或更多水之前，這材料應重新過No.4篩。打碎 所有團塊再次過篩，以促使土樣水份均勻分佈。
15.5.3.2 重複15.5.3.1小節，直到現行土樣之轉換濕單位重是小於或等於前一土樣之轉換濕單位重，方繼續第16節。
15.5.4 準備減水第三個樣本；這資料被記錄於「第一土樣」行之左側(看圖2)。

15.5.4.1 自原採得土樣，取 7.5磅放入拌合盤內。
15.5.4.2 風乾土壤直到在無土樣遺失下減輕 0.5 lbm，這減少量大約土壤含水量 2 ％，故視為「-2 ％加水量」(-2.0)。
注意6：土樣可用電扇或其他設備迅速吹撫乾空氣於平鈑土壤上，並同時慢慢混合土壤。在潮濕地氣候，其他快速乾糙土壤方法亦可被應用。
15.5.4.3 依據15.3.1至15.3.10節，夯實土樣和計算土樣濕土重量、濕密度和土樣濕單位重。
15.5.4.4 依據 15.4.5小節，計算和記錄轉換濕單位重。即然土樣被風乾，計算轉變含水量，「加水量」，Z使用一負值(即 Z= -2.0%)。
15.5.4.5 假使，這第三個土樣之轉換濕單位重量是小於或等於第一個土樣，繼續第16章。假使，這第三個土樣之轉換濕單位重量是大於或等於第一個土樣，則必須依據15.5.5小節增加夯實土樣。
15.5.5 另準備一減水土樣；這資料被記錄於在可用行且於加水量欄位內標示值(即 - 6.0、- 8.0等)。
15.5.5.1 重複15.5.4.1至15.5.4.4小節步驟，但是這「減水量」是大於其先前夯實土樣的水量 2 %(即 - 4.0％)。
15.5.5.1.1 在夯實材料減少 - 4.0％或更多水之前，這材料應徹底混合及重新過No.4 篩。必須打碎所有團塊再次過篩，以促使土樣水份均勻分佈。
15.5.5.2 重複15.5.5.1小節，直到現行土樣之轉換濕單位重是小於或等於前一土樣之轉換濕單位重，方繼續第16節。

十六. 步驟和計算－自夯實曲線測定最大點和 ω_o-ω_f：

16.1 16章資料，紀錄在抬頭"Y₂/Y₄圖"之表格區內。
16.2 可利用數學法或作圖法任一方法，獲得在填方含水量夯實曲線之最大點位；數學法能依循本章節所述步驟或使用有程序功能(袖珍型)計算器，有關袖珍型程序計算器所用之程序，記載於 Technical Note No.36[2] ；參照 the Bureau`s Denver Office 可得更多訊息。
假使，土樣夯實時用不等增量「加水量」(即 -1， 0 和+2%或 0，+2.3，和4.2%)，必須使用一袖珍型程序計算機或作圖法。這作圖法敘述在Engineering Monograph No.26[1] ，計算法較喜歡用於決定填方含水量之夯實曲線上ω_o-ω_f 和最大點。
16.3 這步驟在談論以Y₂/Y₄法自在填方含水量夯實曲線測定最大點。
16.3.1 本法只用於夯實土樣用2％等間隔加水量情況，若夯實土樣用不等增量，則論於16.2小節
16.4 為了簡單討論，所有夯實土樣被稱為「轉換的」(轉換自填方含水量之單位重)，即使，第一土樣在填方含水量狀態下夯實和所以不稱「轉換」標示；這三個夯實樣本數值為A、B、C；最前的為最小加水量之土樣。為了簡單明瞭，這夯實樣本值點繪製於圖3了。假使有多於三個夯實樣本時：

選擇轉換濕單位重量之土樣，最大者標示為B點。
選擇比B點加水量小於 2%之土樣為A點。
選擇比B點加水量大於 2%之土樣為C點。
紀錄標示於快控制資料區之「點編號」上。
在「Y₂/Y₄圖」表格，紀錄這三土樣之轉變單位重量於對應之「點A、點B、點C」之表格內。
注意7：在圖一的計算例，第三個土樣被加水(即＋4.0％)。在圖二計算例，第三個土樣被晾乾(即 - 2.0％)。說明於圖三是一適當的例子，在這填方含水量的夯實曲線，「加水量」座標量可依不同使用「加水量」去獲得夯實曲線。
16.5 計算和紀錄 Y₂ ：

Y₂ = B - A

此處 ：

B = B點之轉換濕單位重，lbf / ft³

A = A點之轉換濕單位重，lbf / ft³

16.6 計算和紀錄Y₄：

Y₄ = C - A

此處    C=C點之轉換濕單位重，lbf / ft³

16.6.1 此Y₄可以為負數。
16.7 測定和紀錄 x_m和 y_m值：
16.7.1 使用圖4表格；Y₂在縱座標與Y₄在橫座標之表格。Y₂依表格橫列值定位，Y₄依表格縱列值定位，由這橫列和縱列關係可定義x_m和 y_m；x_m是上面數值，y_m是上面數值，紀錄 x_m和 y_m值於Y₂/Y₄圖表格上(圖一)。
注意8－這水平間距 x_m 值，垂直間距 y_m 值，自曲線尖峰A點取得(看圖三)
16.8 計算在填方含水量之最大濕單位重。

γ_maxωf = γ_maxC(A) + y_m

此處：
γ_maxωf = 在填方含水量之最大濕單位重，lbf / ft³
γ_maxC(A)= A點的轉換濕單位重，lbf / ft³
y_m = A點的轉換濕單位重與夯實曲線尖峰點之差值

紀錄此值於「Y₂/Y₄圖」內，在圖一第(27)行。
16.9 計算 z_m 值：

z_m = A點的「加水量」 + x_m

此處：
z_m =   0「加水量」與夯實曲線尖峰點「加水量」之間差值
x_m =  A點與夯實曲線尖峰點之「加水量」差值

紀錄這值在表格中「Y₂/Y₄圖」區內(圖一)。
16.10 測定 RLC(修正紅線)使用圖 5。
注意9－此處RLS，因翻印是黑色線，這線在原始列印表格是紅色；當水加入土樣之前，這「加水量」的百分比是相似濕土壤的質量，而不是乾土壤重。(在此時實際含水量並不知道)。所以，2％加水量只是一個大約值且必便用z_m來調整獲得ω_o-ω_f值含水量調整值(紅線修正)計算和改正是自測定自圖五繪製之紅線。
16.10.1 繪製穿過在縱座標軸γ_maxωf 值之水平線和繪製穿過在橫座標軸z_m 值之垂直線，這兩條線相交點於RLC；選擇相交點最接近紅線，此值相當於RLC；記錄此RLC值至0.1%於「Y₂/Y₄圖」區內(圖一) 。
16.11 計算ω_o - ω_f：

ω_o - ω_f  = z_m +RLC

此處：
ω_o - ω_f  =  概算最佳含水量與填方含水量之間差值
RLC  =  修正紅線
記錄此值至0.1%於表格，「Y₂/Y₄圖」區的(29)行內(圖一)。

十七. 步驟和計算法－測定D和C值

17.1 計算和記錄D值，以百分率表示：

D值 = 100 × ( γ_wetf / γ_maxωf  )

此處：
γ_wetf = 在填方含水量之最大濕單位重，lbf / ft³
γ_maxωf = 在填方之最大濕單位重，lbf / ft³
100     = 轉換小數為百分率

17.2 計算和記錄C值，以百分率表示：

C值  =  100 × ( γ_wetf / γ_wetfirst )

此處：
γ_wetfirst=  第一夯實土樣之最大濕單位重，lbf / ft³
γ_wetf    =  在填方之濕單位重，lbf / ft³
100      =  轉換小數為百分率

十八. 步驟和計算－完整的試驗記錄：

18.1 接下面計算是在含水量試驗(自15.3.14小節)完成之後。
18.2 計算和紀錄，填方單位重：

γ_df = γ_wetf   / (  1 + ω_f  /100 )

此處：
γ_df = 填方乾單位重(小於No.4)，lbf / ft³
ω_f = 填方含水量，%
100 = 轉換小數為百分率

18.3 計算和紀錄，最大單位重量 ：

γ_max = γ_maxωf   / (  1 + ω_f  /100 )

此處：
γ_max = 最大單位重，lbf / ft³ 。

18.4 計算和紀錄，第一土樣之乾單位重：

γ_dfirst = γ_wetfirst   / (  1 + ω_f  /100 )

此處：
γ_dfirst = 第一土樣之乾單位重，lbf / ft³ 。

18.5 計算和紀錄，最佳含水量：

ω_o =  ω_f   /  z_m (  1 + ω_f  /100 )

此處：
ω_o = 最佳含水量，%。

十九.報告書：

19.1 這報告書是由一已完成計算與校核的「快控制法試驗紀錄表－現地單位重」表格(圖一)。
19.2 所有計算，已填列出校核標示。
注意10－D和C值是依據在測定填方含水量後的乾單位重計算；可以與依據當天試驗之濕單位重計算D和C值相差在±0.1 lbf/ft³，這差值是因為數值方法捨位關係。即使，計算引起報告值可能有輕微地差異，在當天試驗報告的D和C值依然可作為接受與拒絕的準則。

二十.參考文獻：
[1] Hilf,Jack W,A Rapid Method of Construction Control for Embankments of Cohesive Soil, Engineering Monograph No.26, Bureau of Reclamation, Denver, Colorado, 5th print, August 1981.
[2] Pocket Calculator Programs to Assist with Rapid Compaction Control Test Calculations, Technical Note No.36, Bureau of Reclamation, Denver, Colorado, August 31,1983.

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附錄X1: 以 Y₁/Y₂ 法測定夯實曲線的尖峰點

Y₁/Y₂ METHOD TO DETERMINE PEAK POINT OF COMPACTION CURVE

APPENDIX X1
X1.1 範圍：
X1.1.1 本附錄是敘述用一替代方法以準備第三個夯實土樣和測定在填方含水量之夯實曲線上的最高點。
X1.1.2 本步驟忽視，當填方含水量接近最佳含水量乾燥土壤之要求。
X1.1.3 本步驟只能使用於第二夯實土樣之轉換濕單位重低於第一夯實土樣之濕單位重且差值在 3 lbf./ft³以內。
注意 X1.1.─這方法假定此兩濕單位重繪製位置接近在拋物線的頂點。
X1.2 步驟和計算－獲得夯實曲線：
X1.2.1 準備加 1%水的第三土樣。這資料記錄於鄰接「＋2.0」行的右邊。這 ＋1%應該填入「加水量」這行內。
X1.2.1.1 取自原土樣中 7.5 lbm ，放入混合盤內。
X1.2.1.2 量測 34mL(0.008 lbm)水；這水量將大約增加土壤含水量 1％。這認為是「1%加水量」(+1.0)。
X1.2.1.3 用手工具或混合機徹底混合土壤；同時灑水於土內。這拌合過程應儘可能快速，以避免水份遺失。
X1.2.1.4 依據15.3.1至15.3.10小節，夯實土樣和計算濕土質量、土樣濕密度和濕單位重。
X1.2.1.5 依據15.4.5小節，計算和紀錄轉換濕單位重。
X1.3 步驟和計算－測定最大單位重量自夯實曲線和 ω_o-ω_f
X1.3.1 這步驟被歸認為Y₁/Y₂法，自填方含水量夯實曲線測定最大單位重。X1.3節資料是抬頭「Y₁/Y₂圖」表區內。填方含水量夯實曲線的最大點測定可使用數學或繪圖任一方法，同16.2小節的討論。
X1.3.2 為了討論簡單化，所有夯實土樣被稱為「轉換」(轉換自填方含水量之單位重)，即使，第一土樣在填方含水量狀態下夯實和為此不稱「轉變」；這三個夯實樣本按夯實順序標示為1，2，3；。記錄這標示於「快控制法資料」區內(看圖X1.1)。為了易於確認，夯實土樣的值能繪製在圖X1.2中；在「Y₁/Y₂圖」區，記錄這三個夯實土樣之轉換單位重的值於相對的「pt1，pt.2，pt3」表格內。
X1.3.3 計算和記錄這Y₁：

Y₁ = (1) - (3)

此處：
(1) = 在點1 的轉換濕單位重，lbf / ft³
(3) = 在點1 的轉換濕單位重，lbf / ft³

X1.3.4 計算和記錄這Y₂：

Y₂ = (1) - (2)

此處：
(3) = 在點3 的轉換濕單位重，lbf / ft³

X1.3.5 測定和記錄，z_m 和 y_m 值。
X1.3.5.1 使用在圖X1.3表格上，定位Y₂在垂直座標上和Y₁在水平座標上。Y₂依表格橫列值定位，Y₁依表格縱列值定位；由這橫列和縱列關係可定義 z_m和 y_m；z_m是上面數值，y_m是下面數值，紀錄 z_m和 y_m值於表格「Y₁/Y₂圖」區上(圖X1.1.)。
注意 X1.2.： z_m和 y_m是自夯實曲線點1 至尖峰點之水平距離和垂直距離值(看圖X1.2)。
X1.3.6 計算 Y₁/Y₂ 比值，假如 Y₁/Y₂ 是大於 0.38 或 z_m是小於-1.0，本附錄敘述方法不能使用；反而，任一個土樣必須風乾填方含水量2%，遵循15.5.4.小節所敘述的步驟。假如 Y₁/Y₂ 是小於 0.38 或 z_m是大於或等於-1.0，繼續下列步驟。
X1.3.7 計算在填方含水量之最大濕單位重。

γ_maxωf  =γ_maxC(1) + y_m

此處：
γ_maxωf  =  在填方含水量之最大濕單位重，lbf / ft³
γ_maxC(1) = 1 點的轉換濕單位重，lbf / ft³
y_m = 1 點的轉換濕單位重與夯實曲線尖峰點之差值

紀錄此值於「Y₁/Y₂圖」內，在圖X1.1.的第(27)行。
X1.3.8 測定 RLC(修正紅線)使用圖 X1.4。
X1.3.8.1 繪製穿過在縱座標軸γ_maxωf 值之水平線和繪製穿過在橫座標軸 z_m 值之垂直線，這兩條線相交點於RLC。選擇相交點最接近紅線；此值相當於RLC；記錄此RLC值至0.1%於「Y₁/Y₂圖」區內(圖一) 。
注意 X1.3－此處RLS，因翻印是黑色線，這線在原始列印表格是紅色。
X1.3.9 計算 ω_o - ω_f ：

ω_o  - ω_f  = z_m +RLC

此處：
ω_o - ω_f   =  概算最佳含水量與填方含水量之間差值
RLC  =  修正紅線，%

記錄此值於表格「Y₁/Y₂圖」區的(29)行內(圖一)。
 X1.4 繼續第17節。

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USBR5525_無凝聚性土壤之最小指數單位重試驗法

無凝聚性土壤之最小指數單位重試驗法

Procedure for Determining the Minimum Index Unit Weight of Cohesionless Soil

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 相關資料連結

   ‧ E-12章 凝聚性土壤的相對密度
   ‧ USBR 5530 無凝聚性土壤之最大指數單位重試驗法

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USBR5525-89

1. 範圍

1.1 本法係利用澆注器(Ａ法)或手杓(Ｂ法)把土壤置於試模內來決定無凝聚性、自由排水土壤之最小指數單位重。
1.2 本法通常用於土壤含細料小於5%，但在某些情況下，可達5至15%，並限制最大粒徑為3英寸。
1.3 Ａ法適用澆注器決定土壤最小指數單位重。B法適用手杓決定土壤最小指數單位重。表I依據試驗材料最大粒徑給定所需試樣重及澆置工具。
[註1]:對於某些無凝聚性椅上或砂性粉土，甚至非自由排水材料之特例，也可加以應用以計算相對密度百分比。.

2. 輔助試驗

依據 USBR5250 獲取試驗樣本。由 USBR5530 及 USBR7250 執行測定土樣之相對密度。

3. 應用文件

3.1 USBR標準:

• USBR1010 試模校正。
• USBR1012 磅秤或天平校正。
• USBR1020 烘箱校正。
• USBR3900 有關土壤力學名詞及符號之標準定義。
• USBR5205 用取樣器或四分法準備土樣。
• USBR5300 由烘乾法測定土壤及岩石之含水量。
• USBR5500 試驗室土壤夯實試驗─5.5lbm夯錘及18泊落並巨。
• USBR55I0 試驗室土壤夯實試驗─Harvard Miniature。
• USBR55I5 含礫石之試驗室土壤夯實試驗。
• USBR5530 無凝聚性土壤之最大指數單位重試驗法。
• USBR7250 相對密度試驗法。

4. 方法摘要

4.1 使用杓子或澆注器將烘乾土樣鬆散堆放於校正過之試模內。多餘部份小心移走，接著測定試模及土樣質量，即可算出最小指數單位重。

5. 意義及使用

5.1 最小指數單位重是土樣處於最鬆散狀態之乾單位重，使用標準實驗室程序來減少顆粒分離及破損。一絕對最大單位重是不需用本法獲得。
5.2 為求得在已知單位重下，自由排水、無凝聚性土壤之相對密度百分比必須使用標準試驗室程序來獲得最鬆散及最緊密狀態下之土壤單位重。USBR5530用於求得土壤於最緊密狀態下之單位重。USBR7250用於求得相對密度百分比。
5.3 無凝聚性土壤之施工澆置控制常常基於土壤之相對密度百分比。
5.4 土壤的夯實特性隨其級配與細料之凝聚性而變。通常，試驗室的夯實試驗最適用於土壤細料含量超過I5%。對施工控制而言，夯實度是用來求得夯實的適當性。對於細料含量小於5%約土壤，最小與最大指數單位重試驗是用來評估夯實特性。對施工
控制而言，夯實度是用來求得夯實的適當性。
細料含量介於5%～15%約土壤，需使用試驗室夯實試驗及組合最大-最小指數單位重試驗是恰當的。不管是用夯實度或相對密度百分比，對施工控制而言，只與試驗成果及土壤如何使用有關。進一步討論請參閱USBR7250或7255(app.XI)。

6. 專門用語

6.1 依據USBR3900之定義，其特別意義之名詞有:
6.1.1 相對密度(Dr)─為(1)最鬆散狀態下無凝聚性土壤之孔隙比與已知孔隙比之差，與(2)最鬆與最緊狀態下孔隙比之差(ASTM 之定義)之比值。
[註2]:"相對密度"一詞使用乾單位重來計算。這是因為廣泛的使用 此一名詞而為避免使用新名詞之混淆。技術上，計算時密度並非乾單位重，但相對密度值應是相同的。
6.2 不包含於USBR3900內之本規範名詞有：
6.2.1 最大指數單位重，γdmax ─使用標準實驗室夯實程序來預防膨脹及減少顆粒分離，所獲得最緊密夯實狀態之土壤乾單位重(USBR5530)。
6.2.2 最小指數單位重，γdmin ─使用標準實驗室夯實程序來預防膨脹及減少顆粒分離，所獲得最鬆散夯實狀態之土壤乾單位重(USBR5525)。

7. 儀器

7.1 一般儀器:
7.1.1 磅秤或天平─使用典型的磅秤或天平其規格如下：

應用	可讀至	近似容量
A法	0.01 lbm	50 lbm
B法	0.01 lbm	50 lbm

7.1.2 刷子─鋼毛除塵刷。
7.1.3 乾燥烘箱─烘箱具有溫度調節裝置較佳強力通風型之乾燥室，能維持均勻溫度230±9℉(110±5℃)。
7.1.4 手杓─有柄之平底手杓；小杓子，近似一碗狀大小為31/2"×6"；大杓子，近似一碗狀大小為5 1/4"×7 1/2"。
7.1.5 金屬直尺─15英吋(35公分)長。
7.1.6 拌合盤─大型金屬拌合盤，尺寸為36ft×24ft×4ft(90cm×60cm×10cm)；中型金屬拌合盤，尺寸為16ft×6ft。(40cm×40cm×5cm)。
7.2 特殊儀器
7.2.1 試模
7.2.1.1 標準試模─標稱體積0.1ft³(2830cm³)之圓桶型金屬試模，試模應符合圖1的要求，實際體積和規定體積之差應在±0.5%以內。

7.2.1.2 特殊試模─容量小於0.1ft³(2830cm³)之圓桶型金屬試模，直徑等於或大於2¾in(70mm)， 但小於4in(100mm)，並符合圖2之設計方法。此種 試模可用於試驗之結果僅供設計或其他特殊研究之用而在沒有足夠之土壤使用0.100ft³之標準試
模。

7.2.2 澆注儀器包含有:
7.2.2.1 澆注澆管─兩種澆注墳管應符合圖3之要求，一為內徑1/2"(13mm)，另一為1ft(25mm)。
7.2.2.2 試樣容器─符合圖3要求之金屬容器。

8. 防護

8.1 安全防護─本試驗可能使試驗者暴露於危險材料、操作、設備及處理重載重下。使用本法者應負起建立適當安全訓練及使用前之規則適用性限制。
8.2 技術防護
8.2.1 極小放置試樣，使其盡可能達到最鬆散之狀態。試驗時如震動或搖動試模應重新再放置試樣。
8.2.2 由於材料取樣、處理及試驗的影響，導致試驗結果無法反映出材料於施工過程中之現地狀況及性質。應特別關心諸如分解之花崗岩、砂岩、頁岩、石灰岩、黏土岩等軟或易碎材料，氣乾、烘乾土壤之影響。此等材料在處理前須確定究竟該依標準程序或者依適當修正程序來處理及試驗材料。在試驗資料表格上應註明警告及試驗資料報告。

9. 取樣、試體及試驗單位

9.1 取樣準備─試驗取樣依照USBR5205準備，僅僅用在小於3in(75mm)之土壤部分。
9.2 試樣準備:
9.2.1 依照表1要求，選擇適當數量材料土樣。
9.2.2 在9.2.1小節中，依據USBR5300程序來取得乾料。
[註3]:對含細料小於15%之快乾土壤，能夠使用諸如電熱板或瓦斯熱板之適當熱源。假使是使用熱源而非溫度控制，應攪拌土樣以加速乾燥及避免局部過熱。加熱後，額外的質量損失小於百分之0.1時，可視為土樣已經烘乾。
表1:試樣及設備需求

土粒最大粒徑		所需試樣重		使用之澆注儀器	試模尺寸
in	mm	lbm	kg		ft3	cm3
＜#4	4.75	25	12	1/2in噴嘴	0.1	2830
3/8	9.5	25	12	1/2in噴嘴	0.1	2830
3/4	19.0	25	12	1/2in噴嘴	0.1	2830
1-1/2	37.5	75	35	杓子	0.5	14200
3	75.0	75	35	杓子	0.5	14200

10. 校正及標準化

10.1 依據可應用之校正程序驗證目前之校正設備。假使目前還未校正，則使用儀器前需加以校正。

• USBR1010 校正試模
• USBR1012 校正磅秤及天平
• USBR1020 校正烘箱

11. 條件

11.1 允許試樣如9.2.2小節一樣乾燥，在開始試驗前先冷卻至接近室溫。
11.2 在潮濕的環境下，試樣可能從空氣中吸收足夠的水氣而改變試驗結果。在這樣的例子中，應採用特殊的步驟以確保樣本不會在冷卻期間過度吸收水氣。

12. 步驟

12.1 所有資料記錄在"相對密度測定"表格中，如圖4(Ａ法)或圖5(Ｂ法)之最小指數單位重測定一節中。

12.2 根據表1選擇所需試模及澆注設備。
12.2.1 測定並記錄試模質量至最接近之0.01lbm 。
12.3 打碎烘乾集結成塊之土粒。
12.4 整個乾拌試樣使顆粒尺寸均勻分佈。
12.5 Ａ法一使用澆注器之最小指數單位重測定法:
12.5.1 用杓子把乾土樣放進試樣容器內；填充時小心地減少材料分離。
12.5.2 把澆注墳管貼近試樣容器。
12.5.3 拌合盤需夠大以容納試模及土樣表面多餘部份之修裁，拌合盤需放置於堅硬地面以免澆注及修裁過程中試模任何之移動。
12.5.4 手指握住澆注噴嘴翻轉使其垂直或近似垂直試模位置。
12.5.5 手指放開澆注噴嘴並允許土壤從澆注器穩定地流進試模內
[註4]:偶而，噴嘴發生阻塞。通常，這是材料膨脹引起。而材料膨脹是由於:(a)土壤水分，(b)土粒膠結或成塊，(C)角形顆粒。在狀況(a)及(b)的情況下，可由適當取樣及試體準備補救。假如是由阻塞是由角形顆粒，如碎屑、碎岩、熔渣等造成，則可使用比最大土粒遠大之澆注器來補救。除了特別使用外，注意標註澆注器在試驗資料表格上。
12.5.6 保持澆注噴嘴在土壤表面上，並維持1/2"至口之自由落距，或僅維持足夠高度讓土壤連續流動而不會接觸到已堆積之土壤上。
12.5.7 以近似螺旋狀路徑移動澆注器，從試模外壁到中央再回復至外側，以形成近乎均厚之層次。近似螺旋狀移動應使顆粒分離減至最小。
12.5.8 填滿試模高出其頂端或周緣土面所有點1/2"至1"(10至25mm)。
12.5.9 用直尺小心修裁土面，刮除多餘土壤，使其與試模邊緣成水平。
[註5]:填補及修平需特別小心，以避免震動試模或過度擾動土面，而引起土壤顆粒重新排列及沈陷。
12.5.10 假如需要再作一次，用直尺做第二次之刮平。
12.5.11 使用毛刷清除試模周緣或外部殘留之土壤。
12.5.12 輕敲試模邊，使試樣稍稍下陷，以確保土樣不會散落出試模外。
12.5.13 測定並記錄土樣及試模質量至最接近之0.01lbm。
12.5.14 記錄試模體積至最接近之0.0001ft³(檢測方法USBR1010)。
12.5.15 計算及記錄試模土樣質量至最小單位0.01lbm。
12.5.16 計算土樣乾密度至0.1lbm/ft³。
12.5.17 轉換12.5.6小節之乾密度值為乾單位重(改變lbm/ft³為lbf/ft³，假設lbm=lbf並記錄至0.1lb/ft³)。
12.5.18 清空試模並刷除殘留土樣。
12.5.19 重複12.1至12.5.17小節以獲得第二個乾單位重值。
12.5.20 藉由兩次單位重數值相除來測定其均一性，其比值需介於0.990至1.010間。假使沒有，重複上述步驟至連續兩次所獲得乾單位重值落在設定的容許範圍內。
12.5.21 選擇12.5.20小節中兩個乾單位重值之較小一個，記錄為最小指數單位重至其精確度為0.1lb/ft³。
12.5.22 假如需要可轉換12.5.21小節中之最小指數單位重為SI制，並記錄至最接近之0.02kN/m³。
[註6]:典型的最小指數單位重測定之填充土樣可用於最大指數單位重測定(乾法)中，而不用重填土樣於試模內。假使最大指數單位重(乾法)可被求出，應保留最後之試樣。
12.6 Ｂ法─使用手杓之最小指數單位重測定法:
12.6.1 單位重試模在拌合盤中之位置如12.5.3小節所述。
12.6.2 使用杓子將土樣置於模內，小心地減少材料分離。
12.6.3 盡可能鬆散放置土樣於模底或已堆積之土樣上。
12.6.4 允許土樣滑動而不致落下。假如需要可用手指拾起大顆粒以防止其滾落。放置土樣使其成為一均質體。
12.6.5 勿使試模內大小顆粒分離;這便於刮除或抹平，但不具有代表土壤之性質。
12.6.6 填充高度超出試模，但不超過模頂1in(25mm)。
12.6.7 對通過3/4"(19mm)篩之最大顆粒尺寸使用鋼尺及手指(需要時)來抹平土面。較最大顆粒尺寸還大之土壤，用手指去調整土面，以這樣的方式使顆粒稍微突出模頂以上與模頂面下之孔隙近似均衡。如有必要可用鋼尺決定平面(小心勿壓縮或擾動土壤)。如在平面上之土壤可被分割，則可見之突出部份應正好填滿孔隙。
12.6.8 使用刷子清除模緣或外側之殘留土壤。
12.6.9 依照12.5.13至12.5.17小節，計算並記錄乾單位重值。
12.6.10 重複12.1至12.4及12.6.1至12.6.9小節來獲得第二個乾單位重值。
12.6.11 依照12.5.20至12.5.22小節，測定並記錄最小指數乾單位重。

13. 計算

13.1 計算在最小指數單位重測定一節(圖4或5)之"相對密度測定"表格中。

14. 報告

14.1 報告包含完整之最小指數單位重測定一節(圖4或5)之"相對密度測定"表格中。
14.2 所有計算需做確定標記。

15.參考來源

"土壤最小指數密度試驗及相對密度計算法"，ASTM標準年鑑，D4254。

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USBR5530無凝聚性土壤之最大指數單位重試驗法

 無凝聚性土壤之最大指數單位重試驗法

Procedure for Determining the Maximum Index Unit Weight of Cohesionless Soil

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 相關資料連結

• E-12章 凝聚性土壤的相對密度
• USBR 5525 無凝聚性土壤之最小指數單位重試驗法

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USBR5530-89

1.範圍

1.1 本法係利用電磁式之垂直震動桌來決定無凝聚性、自由排水土壤之最大指數單位重。
1.2 兩種替代方法來決定。
1.2.1 乾法─使用烘箱烘乾土樣及電磁式之垂直震動桌。
1.2.2 濕法─使用濕土及電磁式之垂直震動桌。
1.3 當開始一新的試驗計畫或土壤種類改變時，或者最大指數單位重與最小指數單位重一起考慮會影響相對密度的計算值時，建議乾法及濕法均予試驗。因乾法可較快獲得結果，故較常使用之。假如濕法所做之最大指數單位重超過乾法所得單位重百分之二，則建議應該使用濕法。
1.4 本法通常用於土壤含細料小於5%，但在某些情況下，可達5至15%，並限制最大粒徑為3in。
1.5 對多種自由排水、無凝聚性土壤，震動程序會引起中度的降級配(顆粒破碎)。當降級配發生時，常會增加所獲得之最大指數單位重，此時使用不同尺寸試模來試驗已知土壤可能無法獲得可比較之試驗結果。
[註1]:對於某些無凝聚性粉土或砂性輪上，甚至非自由排水材料之特例，也可加以應用以計算相對密度百分比。

2. 輔助試驗

2.1 依據USBR5250獲取試驗樣本。由USBR5530及USBR7250執行測定土樣之相對密度。
2.2 最大指數單位重數值對震動桌產生之震幅很敏感。然而，震動桌必須依據USBR1440校正之。

3. 應用文件

3.1 USBR標準:

• USBR1007 測微表校正。
• USBR1010 試模校正。
• USBR1012 磅秤或天平校正。
• USBR1020 烘箱校正。
• USBR1440 最大指數單位重試驗之震動桌校正。
• USBR3900 有關土壤力學名詞及符號之標準定義。
• USBR5205 用取樣器或四分法準備土樣。
• USBR5300 由烘乾法測定土壤及岩石之含水量。
• USBR5500 試驗室土壤夯實試驗─5.5lbm夯錘及18in落距。
• USBR5510 試驗室土壤夯實試驗─Haward Miniature。
• USBR5515 含躒石之試驗室土壤夯實試驗。
• USBR5525 無凝聚性土壤之最小指數單位重試驗法。
• USBR7240 施工控制之快速施作法。
• USBR7250 相對密度試驗法。

4. 方法摘要

4.1 一已知無凝聚性、自由排水土壤之最大指數單位重測定，是藉由放置濕土或乾土於試模內，施加一21lbm/in2(14-kPa)之加載於土壤表面，然後使用電磁式震動桌垂直震動試模、土樣及加載。在60赫茲(Hz)頻率下震8分鐘，該震幅為具正弦時間垂直位移關係之0.013±0.002in(0.33±0.05mm)之雙重垂直震幅(尖峰至尖峰位移)。假如需要可烘乾土樣，然後藉由烘乾密實土質量除以其體積以計算最大指數密度。最後由最大指數密度計算出最大指數單位重。

5. 意義及使用

5.1 最大指數單位重是一土樣處於最緊密壓實狀態之乾單位重，使用標準實驗室程序來減少顆粒分離及破碎。一絕對最大單位重是不需用本法獲得。
5.2 為求得在已知單位重下，無凝聚性、自由排水土壤之相對密度百分比必須使用標準試驗室程序來獲得最鬆散及最緊密狀態下之土壤單位重。USBR5525用於求得土壤於最鬆散狀態下之單位重。USBR7250用於求得相對密度百分比。
5.3 無凝聚性土壤之施工控制常常是基於土壤之相對密度百分比。
5.4 土壤的壓實特性隨其級配與細料之凝聚性而變。通常，試驗室的夯實試驗最適用於土壤細料含量超過15%。對這些土壤的施工控制而言，夯實度是用來求得夯實的適當性。對於細料含量小於5%約土壤，最小與最大指數單位重試驗是用來評估壓實特性。對這些土壤的施工控制而言，夯實度是用來求得夯實的適當性 細料含量介於5%至15%約土壤，需使用試驗室夯實試驗及組合最小-最大指數單位重試驗是最恰當的。不管是用夯實度或相對密度百分比，對施工控制而言，只與試驗成果及土壤如何使用有關。進一步討論請參閱USBR7250或7255(apP.X1)。

6. 專門用語

6.1 依據USBR390O之定義，其特別意義之名詞有：
6.1.1 相對密度(Dd)─為(1)最鬆散狀態下無凝聚性土壤之孔隙比與已知孔隙比之差，與(2)最鬆與最緊狀態下孔隙比之差(ASTM之定義)之比值。
[註2]:相對密度Dr一詞使用乾單位重來計算。這是因為廣泛的使用此一名詞而為避免使用新名詞之混淆。技術上，計算時密度並非乾單位重，但相對密度值應是相同的。
6.2 不包含於USBR3900內之本規範名詞有:
6.2.1 最大指數單位重，γ_dmax─使用標準實驗室夯實程序來預防膨脹及減少顆粒分離，所獲得最緊密夯實狀態之土壤乾單位重(USBR5530)。
6.2.2 最小指數單位重，γ_dmin─使用標準實驗室夯實程序來預防膨脹及減少顆粒分離，所獲得最鬆散夯實狀態之土壤乾單位重(USBR5525)。

7. 儀器

7.1 一般儀器：
7.1.1 磅秤或天平─使用典型的磅秤或天平其規格如下：

應用	可讀至	近似容量
0.1ft3試模	0.01 lbm	50 lbm
0.1ft3試模	0.01 lbm	150 lbm
特殊試模	0.01 lbm	50 lbm

7.1.2 刷子─鋼毛除塵刷。
7.1.3 乾燥烘箱─烘箱具有溫度調節裝氫較佳強力通風型之乾燥室，能維持均勻溫度230℉(110 ±5℃)。
7.1.4 手杓─有柄之平底手杓;小杓子，近似一碗狀，大小為3-1/2"×6"；大杓子，近似一碗狀，大小為5-1/2"×7-1/2"。
7.1.5 吊重器─至少具有300-lbm(140-kg)起重能力之纜索或絞鏈。
7.1.6 拌合盤─大型金屬拌合盤，尺寸為36ft×24ft×4ft。(90cm×60cm×10cm)；中型金屬拌合盤，尺寸為16ft×16ft×2ft。(40cm×40cm×5cm)。
7.1.7 碼錶─可讀至1秒。
7.2 特殊儀器
7.2.1 試模
7.2.1.1 標準試模─標稱體積0.100ft³(2830cm³)及0.500ft³(14200cm³)之圓桶型金屬試模，試模應符合圖1的要求，實際體積和規定體積之差應在士1.5%以內。

7.2.1.2 特殊試模─容量小於0.1ft³(2830cm³)之圓桶型金屬試模，內徑等於或大於2-3/4in(70mm)，但小於4in(100mm)，並符合圖2之設計方法。此種試模可用於試驗之結果僅供設計或其他特殊研究之用而在沒有足夠之土壤使用0.100ft³之標準試模。
7.2.2 套筒─對每一尺寸試模有一套筒及鎖緊器之組合，或其他適合固定設備(參閱圖3及圖4)。

7.2.3 加載底鈑─對每一標準或特殊尺寸試模有一加載底鈑，其應符合圖5或圖2之要求。
7.2.4 加載質量─對每一尺寸試模有一加載質量。圖5是關於0.100ft³(2830cm³)及0.500ft³(14200cm³)試模之容忍誤差。對特殊試模維持相同的容忍誤差。如載底鈑及加載質量之總重應等於所用試模的2.00±0.02lbf/in2(13.8±0.1kPa)之加載壓力。對於特殊試模約加載重量可由單一金屬固體所組成。

7.2.5 加載底鈑把手─開始時放置，壓實完全隆移走加載底飯所使用之裝置。任何方便的彎鉤裝置也可應用。
7.2.6 震動桌(圖6)─震動桌應架設於混凝土地板或足夠大小及形狀之重塊上，使過度的震動不會傳遞到其他試驗區。震動桌之垂直震動平台，應具足夠的大小及剛性，使試驗時所用之組合試模能固定於剛性支承上。在試驗條件60±2Hz頻率及平均雙震幅(尖峰至尖峰位移)0.013±0.002in(0.33±0.05mm)下，一具正弦時間垂直位移關係之電磁式垂直震動桌能垂直震動組合試模。震動桌在頻率601Hz時，具有調整雙重震幅於0.005in(0.15mm)至0.013in(0.33mm)間之能力。
7.2.7 電磁式震動桌一電磁式震動桌應符合7.2.6小節之一般要求，而具有垂直震動之避震鋼製平台，其尺寸為30in×30in×3/8in(760mX760mX9.5m)，由淨重超過100lbm(45kg)之固體衝擊型之電磁式垂直震動桌敗動。震動桌應架設於至少95Olbm(430kg)之混凝土地板或平版上。
7.2.8 操縱器─適合電磁式震動桌使用之電子控制單元。此單元必須包含開關操作、可變電阻(rheostat)及整流器(rectifier)。此外，控制單元應設置有0至300伏特交流變壓計達至電源供應器側及0至15安培之安培計接至終端設備側。
7.2.9 測微器組合─使用來量測試樣容積之裝置。而此組合應包含2.000in或更大讀數之測微器，具有0.001in或更細範圍之刻畫;架設測微器支架使其支桿平行試模之垂直軸。此組合應配置有間隔環，需要時可用來延伸此組合範圍。
7.2.10 校正桿(圖6)─直的金屬桿約2"×12"×1/4"(50mm×300mm ×6mm)。

7.2.11 參考托架─握住測微器之托架與提供參考讀數。
7.2.12 鎖住螺栓─固定組合試模至震動桌之眼鉤螺栓。
7.2.13 測微計外殼─握住及保護測微計之外殼。
7.2.14 澆注器─某規格如USBR5525之7.2.2小節所示。

8. 防護

8.1 安全防護
8.1.1 本試驗可能使試驗者暴露於危險材料、操作、設備及處理重載重下。使用本法者應負起建立適當安全訓練及使用前之規則適用性限制。
8.1.2 在某種聲響環境下，使用震動桌可能產生不可接受之噪音。在這種情況存在的地區或聲響監測觀察還未辦理之地區，應使用適當的聽力保護裝置。此外，試驗人員應依照各個實驗室政策來遵守額外的個人安全要求。
8.2 技術防護
8.2.1 最大指數單位重數值對震動桌產生之震幅很敏感。而震動桌在使用前必須依據USBR1440校正之。在建議之變阻器設定下操作震動桌。
8.2.2 當使用濕法時，需小心練習放置試樣。土壤過濕可能引起顆粒分離及細料損失。密實土之級配應相似於試驗前之土壤。
8.2.3 由於材料取樣、處理及試驗的影響，導致試驗結果無法反映出材料於施工過程中之現地狀況及性質，應特別關心諸如分解之花崗岩、砂岩、頁岩、石灰岩、黏土岩等軟或易碎材料，氣乾、烘乾土壤之影響。此等材料在處理前須確定究竟該依標準程序或者依適當修正程序來處理及試驗材料。在試驗資料表格上應註明警告及試驗資料報告。

9. 取樣、試體及試驗單位

9.1 假如本試驗所使用之土樣是依照USBR5525放置及試驗，則可依照13.3.4至13.3.19小節直接使用土樣，而不需額外準備一個。否則，依照下列步驟準備土樣。
9.2 取樣準備─依照USBR5205準備具代表性之小於3in(75mm)部分之土樣。
9.3 試樣準備:
9.3.1 針對標準試模，依照表1要求，選擇適當數量材料土樣。
9.3.2 當使用特殊試模(參閱7.2.1.2小節)時，土樣必須百分之百通過3/4in(19mm)篩而停留在3/8in(9.5mm)篩小於10%。
9.3.3 假如採用乾法，需依據USBK5300程序來取得乾料。
[註3]:對含細料小於15%之快乾土壤，能夠使用諸如電熱板或瓦斯熱板之適當熱源。假使是使用熱源而非溫度控制，應攪拌土樣以加速乾燥及避免局部過熱。加熱後，額外的質量損失小於百分之0.1時，可視為土樣已經烘乾。

表1:試樣及設備需求

土粒最大粒徑		所需試樣重		使用之澆注儀器	試模尺寸
in	mm	lbm	kg		ft3	cm3
＜#4	4.75	25	12	1/2in噴嘴	0.1	2830
3/8	9.5	25	12	1/2in噴嘴	0.1	2830
3/4	19.0	25	12	1/2in噴嘴	0.1	2830
1-1/2	37.5	75	35	杓子	0.5	14200
3	75.0	75	35	杓子	0.5	14200

10. 校正及標準化

10.1 依據可應用之校正程序驗證目前之校正設備。假使目前還未校正，則使用儀器前需加以校正。

• USER 1007 校正測微計
• USER 1010 校正試模
• USER 1012 校正磅秤及天平
• USER 1020 校正烘箱
• USER 1440 最大指數單位重試驗之震動桌校正

11. 條件

11.1 允許試樣如9.3.3小節一樣乾燥，在開始試驗(乾法)前先冷卻至接近室溫。
11.1.1 在潮濕的環境下，烘乾試樣可能從空氣中吸收足夠的水氣而改變試驗結果。在這樣的例子中，應採用特殊的步驟以確保土樣不會在冷卻期間過度吸收水氣。
11.1.2 使用濕法時，烘乾土樣應加足夠水分或適當地從現地取出之濕土。盡可能減少分離地拌合土樣以使顆粒與含水量能均勻分佈。假如加水於乾土時，至少需浸至一個半小時。如水量應充分，使自由水不會累積至拌合盤上。

12. 儀器準備

12.1 由一組螺栓位置控制組合試模，使模頂端對齊套筒，組合模頂套筒及鎖住鎖緊器使套筒內壁與模內壁在一線上。鎖緊兩組固定螺栓之螺帽配置。鬆開螺栓使無固定螺帽，然後移走套筒。
12.2 依照USBR1440之要求驗證震動桌是處於一良好的工作狀態。

13. 步驟

13.1 所有資料記錄在"相對密度測定"表格中，如圖7(乾法)或圖8(濕法)之最大指數單位重測定一節中。

13.2 根據表1選擇所需試模及放置設備。
13.2.1 測定並記錄試模質量至最接近之0.01mm。
13.3 乾法:
13.3.1 敲碎烘乾集結成塊之土垃。
13.3.2 整個乾拌試樣使顆粒尺寸均勻分佈。
13.3.3 依照USBR5525中12.5至12.5.12小節或12.6至12.6.8小節，基於最大土壤粒徑放置土樣於試模內。
13.3.4 將試模固定於震動桌上。
13.3.5 放置適當的加載底飯於土壤表面上，並輕輕的扭轉幾次，使其穩固並均勻地與土壤表面接觸。然後移走加載底飯把手。
13.3.6 將套筒穩固地套在試模上，並把適當地加載質量至於加載底飯上。如有需要可使用起重器。 13.3.7 依照USBR1440所測得試模組合之適當設定以設定震動控制器(可愛電阻器)-，以獲得於60Hz的頻率下，其垂直震動之雙震幅為0.013±0.002in(0.33±0.05mm)。
13.3.8 在60±2Hz的頻率下，震動試模組合及試樣8±1/4分鐘。然後從試模移走加載質量及套筒。檢查加載底飯是否穩固且均勻地與土壤表面接筠；注意，當壓邊緣時不會搖晃。如會搖晃應註明在資料表落上。
13.3.9 於參考支座放置測徵計組合。比較USBR1010建立之參考支座讀數與所獲得之讀數。如有需要可調整測微器。
13.3.10 刷除於加載底飯上之細料並記錄測微計讀數。於試模之每一引導支座上，安置測微計組合於加載底鉅之相對兩側(左或右)以獲得測微計讀數精度至0.001in。放置測微計組合使得引導支座與組合上之標記對齊。如圖7或圖8所示，記錄讀數。
13.3.11 從試模移走加載底鈑並從震動桌分開試模。在這步期間，應盡可能地防止聚在加載底鈑上及試模邊緣之任何細料掉入試模。假如這些細料的重量超過試樣總重的2%，測得的重量應在資料表格上註明。
13.3.12 測定並記錄試模質量及土樣至精度0.01 lbm。
13.3.13 記錄試樣在測微計零度之高度及每單位高度之容積(依照USBR1010測定)。
13.3.14 計算並記錄平均測徵計讀數至精度0.001in。
13.3.15 計算並記錄試樣高度至精度0.001in。
13.3.16 計算並記錄試樣容積於0.1ft³試模至精度0.0001ft³或0.5ft³試模至精度0.001ft³。
13.3.17 計算並記錄乾土重至精度0.01 lbm。
13.3.18 計算並記錄乾土密度至精度0.1lbm/ft³。
13.3.19 轉換13.3.18小節之乾密度值為乾單位重(改變 lbm/ft³ 為lbf/ft³ ，假設 1 lbm=1 lbf)並記錄至精度為0.1 lbf/ft³。
13.4 濕法：
13.4.1 將試模固定於震動桌上。
13.4.2 整個拌合試樣以確保顆粒大小及含水量均勻分佈。
13.4.3 開敗震動桌，於低震幅下使用手杓緩慢地將濕土填滿試模。每次增加土樣，應使土壤表面累積少量之自由水(參閱註4)。假如沒有，可從海綿擠水，小容器澆水或其他方法加充足水分。在添加的過程中，花5至6分鐘震動，調整震幅以防止土壤過度的沸騰及鬆散。
[註4]:用手杓或其他工具或附有手把之加載平鉅輕敲土樣以使自由水移至土壤表面。
13.4.4 填土樣至低於模頂1/2in下。在震動的最後一分鐘內，浮於土壤表面上的水，盡可能使用預防工具移除。使用海綿、紙張或其他吸水材質移走多餘水分；然後關掉震動桌。
13.4.5 組合加載底飯、加載重及套筒如13.3.5與13.3.6所規定。
13.4.6 震動如13.3.7與13.3.8所規定之試模組合及試樣。震動後，從試模上移走加載塊及套筒。然後移走加載底鈑上及其周緣所出現之自由水與多餘土樣。
13.4.7 檢查測微計組合並依照13.3.9及13.3.10小節記錄測微計讀數。
13.4.8 從試模移走加載底飯並從震動桌分開試模，清除加載底飯底部之土粒於試模內。小心地清洗試模外面之所有土粒。然後擦乾試模外表。
13.4.9 測定並記錄試模質量及濕土漾至精度0.011bm，
13.4.10 從試模移走濕土樣，然後烘乾土樣並依照9.3.3小節測定含水量。確定清除試模內所有顆粒並置於潮濕試樣容器內。
[註5]:通常整個土樣是用來測定含水量。假如可以的語，依USBR52055之要求測定一具代表性土樣之含水量。
13.4.11 記錄試樣在測微計零度之高度及每單位高度之容積(依照USBR1010測定)。
13.4.12 計算並記錄試樣容積依照13.3.14至13.3.16小節。
13.4.13 計算並記錄濕土樣至精度 0.01lbm。
13.4.14 計算並記錄乾土重至精度 0.01lbm。
13.4.15 計算並記錄乾土密度至精度0.1lbm。
13.4.16 轉換13.4.15小節之乾密度值為乾單位重(改變 lbm/ft³ 為 lbf/ft³ ，假設 1lbm=1lbf)並記錄至精度為0.1 lbf/ft³ 。
13.5 選擇並記錄如"最大指數單位重"在13.3.19或13.4.16節所測定之適當乾單位重數值。如有需要，可轉換並記錄乾單位重至精度為0.02kN/m³ 。

14.計算

14.1 本試驗法所使用之計算符號如下：

• Rave=平均測微計讀數，in
• h₀=零讀數時之試樣高度(從USBR1010)，in
• hs=試樣高度，in
• Vc=每單位高度之容積(從USBR1010)，ft³/in
• Vs=試樣容積，ft³
• m₁=試樣及土壤重，lbm
• m₂=試樣重，lbm
• m_s=土樣重(濕或乾)，lbm
• m_d=乾土重，lbm
• w=含水量，%
• ρ=乾密度，lbm/ft³
• γ_d=乾單位重，lbm/ft³

14.2 計算試樣高度。

• hs=h₀+Rave  ...............................................................(1)

14.3 計算試樣容積。

• Vs=Vc*hs  ...................................................................(2)

14.4 計算試樣重(乾或濕)

• m_s=m₁-m2 ...................................................................(3)

14.5 計算乾土重。

• m_d=m_s，乾法...............................................................(4)
• m_d=m_s/(1+w/100)，濕法.............................................(5)

14.6 計算土壤乾密度。

• ρ=m_d/Vs .......................................................................(6)

14.7 本法中，假設 1 lbm= 1 lbf，所以求得之乾密度 lbm/ft³ 可轉換為乾單位重 lbf/ft³。

• γ_d=ρd，in-lb 單位 .........................................................(7)

14.7.1 假如需要可轉換in-lb制之乾單位重為SI制。
             單位重，kN/m³=0.1571 (kN/m³) / (lbf/ft³) × (單位重，lbf/ft³) ....(8)

15.報告

15.1報告包含完整之最大指數單位重測定一節(圖7或8)之"相對密度測定"表格。
15.2所有計算需做確定標記。

16.參考來源

無凝聚性土壤之相對密度計算與其在地工技術計畫中所扮演之角色，E.T.Seling and R. S. Ladd,eds,ASTM STP523，美國材料試驗協會，Philadelphia ,PA ,1973。

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USBR7221藉由水取代試驗孔方法測定現地土壤的單位重量

 藉由水取代試驗孔方法測定現地土壤的單位重量

DETERMNING UNIT WEIGHT OF SOIL IN-PLACE BY THE WATER REPLACEMENT METHOD IN A TEST PIT

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 相關資料連結

• USBR 7221_藉由水取代試驗孔方法測定現地土壤的單位重量

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USBR 7221

1. 範圍 :

1.1. 這章節敘述測定現地土壤單位重量的步驟，採用試驗孔襯塑膠膜用水填充以測定試驗孔體積。
1.2. 本章方法適合用於測定試驗孔體積約3~100立方呎間；通常這土壤試驗孔有超過5"最大粒徑，與較大開挖孔總會令人滿意的。
1.2.1 普通，本章方法使用一個圓形金屬平版其內直徑為 3呎以上；其他外型或材料可以被使用；但須合乎本章節及附錄X1對試驗孔之要求。
1.2.2 USBR_7220 可以當一替代方法；無論如何它一般只適用於測定試驗孔體積約1.5~ 6立方呎間。
1.2.3 USBR 7205 和(或) USBR 7206 通常使用於測定試驗孔小於1.5立方呎。
1.3. 提供兩種方法：
1.3.1 方法 A─現地總材料之單位重量。
1.3.2 方法 B─現地控制材料之單位重量。
1.3.2.1 假如現地土壤控制粒料大於試驗室單位重量試驗所允許最大粒徑；這土壤被認定含有兩種或更多種粒料；這土壤現地單位重量藉由指定篩號劃分控制粒料和超徑粒料。這控制粒料的單位重和標準試驗室所得單位重量作一比較和預測（計算）。
1.3.2.2 通常對於凝聚土壤用小於US標準No.4篩粒料，對於低凝聚性土壤用小於3"篩粒料。
1.3.3 Ａ法是使用在測定不考慮粒徑尺寸下現地總材料之單位重量。
1.3.4 Ｂ法是使用在測定夯實度（USBR 7255）或相對密度（USBR 7250）情況下。
1.4. 任何土壤或其他材料能提供在試驗開始至完成期間有足夠凝聚力或吸著力來保持挖掘孔時孔壁有一穩定面；壁面應該堅實且不發生變形或泥濘；以使在挖掘孔和填充水時產生較小困擾。
1.5. 這步驟通常限制土壤為低滲透性情況下且不推薦用於易脆（粉粹）軟弱土壤。因試驗正確性會受土壤易變形或挖掘試驗孔期間遭受人員站立或走動而產生體積變化的影響。

2. 輔助試驗：

為了計算乾單位重量需依據 USBR 5300測定土壤含水量；為了計算超徑土壤體積自試驗孔移去，需依據 USBR 5320測定超徑粒料的真比重；假使試驗孔是於灰泥場地，則依據USBR *4138 測定灰泥的體積。

3. 應用文件

3.1. USBR 方法

• USBR 3900 有關土壤力學名詞及符號之標準定義
• USBR *4138 混凝土的空氣含量，密度，降伏強度
• USBR 5300 藉由烘箱測定土壤和岩石之含水量
• USBR 5320 測定土壤的真比重
• USBR 5525 測定低凝聚性土壤之最小指數單位重量
• USBR 5530 測定低凝聚性土壤之最大指數單位重量
• USBR 7205 藉由砂錐法測定土壤的單位重量
• USBR 7206 藉由橡皮膜法測定土壤的單位重量
• USBR 7215 藉由套桶法測定土壤的單位重量
• USBR 7220 藉由砂取代法測定土壤的單位重量
• USBR 7240 快控制法
• USBR 7250 相對密度百分率測定法
• USBR 7255 夯實度測定法於土方工程品質控制
• 3.2. ASTM 的標準
• E1 ASTM術語標準說明書
• E11 金屬編織篩之規格

4. 方法摘要：

4.1. 準備在試驗位置土壤表面，和放置平版（鐵圈）在其上；鋪塑膠薄膜在平版（鐵圈）上；選定一水平面使平版和土壤表面的體積，能藉由倒入水而獲得。倒入水；這水的質量或體積和平版選定水平面上必須測定記錄，後移去水和薄膜。
自平版界線範圍內挖掘試驗孔。塑膠薄膜放置於平版和試驗孔內，水倒入試驗孔內且至平版上之選定水平面。測定這孔內和平版上水之質量或體積；其後，這孔的體積將會測得。
現地土壤的濕單位重可由移除試驗孔內土壤重量和測定體積來計算得。從測定含水量亦可計算得現地土壤的乾單位重。
4.2. 土壤粒料的單位重量測定能藉由上述所得數值減去超徑重量和體積而重新計算單位重。

5. 重要性與使用：

5.1. 這方法是使用在測定現地土壤的單位重量，如築壩、公路填方、結構物回填方、工程夯實﹍等。
對於工程控制是以土壤的壓實至一指定單位重或試驗室標準方法所得最大單位重量的百分比。
5.2. 這測定現地單位重量方法，能使用於自然沉積土壤、骨材、混和土壤或其他相當材料。

6. 專門術語：

6.1. 定義依據USBR 3900。
6.2. 於本章特別用術語而不包括於USBR 3900有下列：
6.2.1 控制粒料(Control Fraction)─土樣小於指定篩號部份粒料，而使用於現地夯實標準試驗單位重量。這指定篩號即是試驗室所用之篩網尺寸。
6.2.2 超徑(Oversize)─土樣小於指定篩號部份粒料。

7. 設備：

7.1. 一般設備：
7.1.1 天平或秤─適用於所挖出孔內各粒料粒徑至0.1%精度。
7.1.2 天平或秤─容量約1000gm，精度0.1gm；用於測定小於No.4材料之含水量。
7.1.3 烘箱─
7.1.4 篩─U.S.A.標準篩 No.4、3吋篩；合乎ASTM E11之規定。
7.1.5 溫度計─ 0至 50℃，0.5℃刻度，合乎ASTM E1之規定。
7.2. 本試驗專用設備：
7.2.1 金屬平版─這鐵圈形式如圖 1示；

圖1：6呎的鐵圈現地試驗情形

7.2.2 塑膠薄膜─二張；塑膠薄膜約千分之 4至 6吋厚；每一張寬度需足夠覆蓋於試驗孔且延伸部份至於平版外面，約 3呎平方。
7.2.3 量水設備─設備包括儲存容器、輸送水管或導管和水尺、刻尺或其他相當量測設備；用水量可以由體積或重量測出。這設備必須有調節水的傳送能力，且在填入與量測不超過傳送總質量或體積之百分之一。
7.2.4 代表水平面指示器─此代表水平面必須確定在兩次量測在平版上是相同位置；如一個掛勾錶，桿底端能釘牢在平版上，且製作一有水平刻度的橫桿，橫放在平版上，或其他相似的配備；以提供兩次量測精確無誤同一水平面位置。
7.2.5 虹吸管、蝍筒、水桶或其他儲存容器或油桶，自平鈑和試驗孔中來移出水。
7.3. 雜項設備

8. 注意事項：

8.1. 安全注意事項：
8.1.1 本章可能涉及危險的材料、操作和設備和重型手工具。
8.2. 專門須注意事項：
8.2.1 土壤可能在試驗期間流動或變形必須確定適當警戒。
8.2.2 因為土壤含有過多含水量的影響將使工地單位重之錯誤。在有高滲透性土壤如砂和礫石，其試驗孔底部在地下水位之下將產生相當大誤差。在塑膠模背面或底部有自由水之浮力對測定體積有不利影響。
8.2.3 在天候如雨天、下雪或強風期間，試驗區域和設備必須加以適當防護。
8.2.4 在工作過程期間使用為數眾多的設備；所有容器必須適當標示去避免可能混亂。
8.2.5 水的總質量可能超過秤的容量；需小心確定總質量在適當測定範圍。

9. 率定及量測：

10. 步驟：A法-總材料之現地單位重量

10.1. 這試驗孔的計算體積和本節後所述資料都記錄在 "現地單位重量試驗記錄" 表格上。如圖 2示；A 法是使用測定總單位重量，如使用於夯實度或相對密度時則必須用B 法；試驗孔的計算體積是記錄在下列兩相似試驗表格。圖3 「試驗孔體積--量測水質量」及圖4「試驗孔體積--量測水體積」。

圖2：現地單位重量試驗記錄表(例)

10.1.1 由於本過程覆蓋可能較寬範圍的重量值，因此指定要記錄的值的精確度是不實際的。 重量應記錄在所使用的天平或刻度上可讀的最小刻度（見第7.1.1節）。
10.2. 測定被指定土樣體積，以預料土壤級配依據附錄X1之內容組合這些設備來選擇適當平鈑。
10.3. 測定將用於挖掘孔之容器或藍子，容器內塑膠袋之重量（假如使用時）；在這使用容器上標示編號，此測定之質量可寫在容器上或列表記載。
10.4. 準備大量水來使用，這挖掘試驗孔體積測定藉由試驗孔填滿水和水的質量或體積的測定。測定水的質量通常只在實用 3呎至 4呎直徑鐵圈。假如測定水的質量則遵循10.4.1小節，假如測定水的體積則遵循10.4.2小節。
10.4.1 假如使用測定水的質量，必須測定試驗前後之用水量。對於試驗孔體積在 3至 6ft³使用 5加侖能用試驗室常用的秤或天平測定；較大試驗孔體積在能用儲水槽或 55加侖圓桶容器來測定，如一起重機和適當秤以測定其質量。
10.4.1.1 必須有一個別表格來詳細記錄著水體積和計算試驗孔的體積；這表格會因使用容器而變動，故標準表格並不實用；一表格範例如圖 3示。

圖3：試驗孔體積-水質量量測(例)

10.4.1.2 分別測定兩個別體積：
質量（1）去測定填滿土壤表面至平鈑上指定水平面間的水質量；
質量（2）去測定填滿試驗孔內至上述平鈑上指定水平面間的水質量。
這兩個體積相差值即是試驗孔內之水質量。
10.4.1.3 估量填滿平鈑所需水質量（和容器數）；這估量值可藉由平鈑體積和水密度62.3lbm/ft³相乘而得；此用水溫度介於18至24℃間。
10.4.1.4 由預計試驗孔體積，估量填滿試驗孔所需水量；可用試驗孔體積和 62.3 lbm/ft³ 之相乘；並增加約25%來確定有足夠水供應，且加入水量計算在10.4.1.3小節。測定容器數量和記錄之，填滿容器水且測定和記錄容器和水質量，過程看10.5小節。
10.4.2 假如使用測定水的體積，自水（卡）車，大的儲水槽或例如55加侖的裝水容器中來測定水加侖。這測水量器必須符合7.2.3小節之設備。
10.4.2.1 必須有一個別表格來詳細記錄著水體積和計算試驗孔的體積；這表格會因使用容器而變動，故標準表格並不實用；一表格範例如圖 4示。

圖4：試驗孔體積-水體積量測(例)

10.4.2.2 測定兩個別體積：體積（1）去測定填滿土壤表面至平鈑上指定水平面間的水體積；體積（2）去測定填滿試驗孔內至上述平鈑上指定水平面間的水體積。這兩個體積相差值即是試驗孔內之水體積。
10.4.2.3 所需水量約相等預計試驗孔體積加上兩倍平鈑計算體積；可用 ft³體積和7.4806相乘即是所需體積之加侖值；加上一些超量，於確定試驗有足夠用水。假如使用容器裝，必須足夠數量裝滿水的容器或水車、儲水槽。
10.5. 選擇試驗孔代表區域且避免平鈑之下有大粒料的可能。
10.6. 準備試驗區表面土壤。
10.6. 1 清除一塊足於放置平版區域上之所有鬆散土壤，使接觸面因而堅實且有適當的水平面。
10.6.2 選定試驗區域及周圍應避免人員站立；當土壤可能流動或變形則應準備一工作平台。
10.7. 放置和安放平鈑於預備好表面上。
10.10. 1 堅實放平鈑以避免再執行試驗中發生移動，可用釘子、加重壓或其他常見固定原地的方法。檢核平鈑上幾個高程，因為這代表水平面需保持在平鈑頂端以下，平鈑不需完全水平但坡度不應超過5%。
10.7. 2 在放置和固定平鈑以前，移除任何鬆散；且小心避免在平鈑之下產生任何空隙。若有需要可於平鈑下之空隙用可塑性土壤、黏土、水泥或其他穩定材料填充。
10.7. 3 檢查平鈑內之土壤表面，若有任何尖角則必須用具延展性之膠帶或其他穩定材料覆蓋，且預防這些材料不佔其他挖掘試驗孔部份。
10.8. 測定土壤表面和指定水平面之間體積。
10.8. 1 在平鈑之內不齊平土壤表面必須加以考慮，其藉由測定水填充土壤表面與代表水平面之間體積。
10.8. 2 置放塑膠薄膜（千分之4至6吋厚）覆蓋於平鈑上且形狀用手使其符合不齊平土壤表面，這薄膜應大於平鈑外緣約 3呎這塑膠膜不應伸長太緊或產生額外摺痕、皺紋。（看圖5）

圖5：薄膜現地量測初始體積

10.8. 3 裝配指示代表水面之設備；正常地，這代表水面是設置於水平面覆蓋平鈑內每一顆粒之後設置。
10.8. 4 假使是測定水的體積，設定量測水設備指示器歸零或記錄初值。字容器到水或自儲水池卸水入平鈑內直到水浸沒每一粒料平面。平鈑的坡度和任何可能運動波浪必須確定預防任何水的遺失；設定此水平面代表指示器（看圖6）儲存剩留水供其後測定質量用。

圖6

10.8.5 在水平面指示同一位置適當處做標示以使其後挖掘試驗孔於相同高程。解除代表水面指示器。
10.8.6 移除平鈑內水和薄膜。
10.9. 挖掘試驗孔。
10.9.1 使用手工具（鏟子、鑿子、小刀、鐵棒等）挖掘試驗孔的中心部份。移除大的顆粒可能需要使用重型設備如鋤耕機(backhoe)、機械或液壓起重機。
10.9.1.1 若試驗孔內可能發生土壤變形將不允許重設備於試驗區運作。
10.9.2 小心避免任何土壤遺失將自試驗孔移除土壤放置於容器內。
10.9.3 土壤不裝放時應保持容器掩蓋著以避免土壤含水量遺失，密封塑膠袋可放於容器內來裝土壤。
10.9.4 小心修飾挖掘孔內壁盡可能接近平鈑與土壤接觸面，避免撓動平鈑或平鈑下面土壤或平鈑外側。
10.9.5 繼續挖掘至所需深度，完成時小心移除任何材料或在挖掘過程鬆落土壤。
10.9.5.1 在試驗孔中挖掘土壤階段─發現1 至1/2次或更多，大於最大尺寸使用證實測定和最小試驗孔體積（詳附錄X.11）。這顆粒質量和體積必須量測並自試驗孔之質量和體積中扣除；把大的顆粒視為「超徑」則遵循11章敘述不計「總」單位重，其在內之大顆粒應不需計算。因為「控制粒料」值測定是來自試驗孔總材料重。假使這些顆粒發現質量測定大於挖掘孔5%或更多，此件應重新用較大試驗孔依據附錄X11指導方針。
10.9.6 試驗孔內部應該盡可能垂直，土壤未顯示足夠凝聚力將試驗孔挖成圓錐型外型。
10.9.7 試驗孔最後完成的外型必須使水能完全填充挖掘孔；試孔壁應該儘可能平滑與無凹洞或突出顆粒。
10.9.8 試驗孔底部必須清除所有鬆落土壤。

圖7：試驗孔挖掘情形

10.9.9 檢閱在平鈑內土壤表面，用鋼管或適當的工具輕敲以預防塑膠薄膜的拉裂或刺破。亦可使用灰泥填充凹處來消除尖銳角、突出處、凹陷處等不平滑處或不可忽視處。
10.9.9.1 假使須用灰泥，使用灰泥的質量必須測定和記錄；依據USBR 4138計算這立方尺體積。
10.10. 測定試驗孔體積。
10.10.1 放置塑膠膜於試驗孔內，這薄膜(千分之一吋厚）應該大過於平鈑外沿約 3呎；之後需小心放置於試驗孔內之表面。此薄膜必須不應拉的太緊亦不應過度交疊或皺折；使用前檢閱薄膜是否被刺破。
10.10.2 假使測定水的體積；設定水的量測設備指示於零或記錄這初始指示讀數。
自容器倒入水或自儲水槽卸排水入試驗孔直到抵達代表水面指示位置。
當水已填滿完成，記錄最終量測設備之讀數；若水質量已被測得，應確定最終結果之測定水量以撇除殘留管線內水量；假如有需要則計算使用水之加侖數。
10.10.3 假定測定水的質量；測定和記錄試驗孔內水的溫度至0.5℃。
10.10.4 移除試驗孔內的水和薄膜。檢查薄膜中任何可能在試驗期間產生可能容許漏水的小孔，若有漏失水則必須重新一次測定體積。
10.11. 計算試驗孔體積。
10.11.1 假使是量測水的質量，測定質量程序如下：（圖3）
10.11.1.1 測定和記錄使用填充平鈑（土壤表面與代表水平面之間）之水和容器的重量。
10.11.1.2 計算和記錄，使用於填充平鈑至代表水平面的水的質量。
10.11.1.3 測定和記錄，已填滿試驗孔後及填充平鈑至代表水平面的水和容器的質量。
10.11.1.4 計算和記錄，已填滿試驗孔後至代表水平面的水的質量。
10.11.1.5 計算和記錄，使用填滿試驗孔的水的質量。
10.11.1.6 計算和記錄，水試驗時溫度的密度以lbm/ft³。
10.11.1.7 計算和記錄，已填滿試驗孔的水的體積至0.001ft³精度，假使灰泥沒被使用，此值即是試驗孔體積；若使用灰泥則加此灰泥體積於測定試驗孔之水體積中。記錄試驗孔體積餘「現地單位重試驗記錄」表格內。（圖2）
10.11.2 假使是量測水的體積，測定體積程序如下：（圖4）
10.11.2.1 測定和記錄，使用填充平鈑（土壤表面與代表水平面之間）之水的體積。
10.11.2.2 計算和記錄，使用於填充平鈑至代表水平面的水的質量。
10.11.2.3 測定和記錄，已填滿試驗孔後及填充平鈑至代表水平面的水和容器的質量。
10.11.2.4 計算和記錄，已填滿試驗孔後至代表水平面的水的質量。
10.11.2.5 計算和記錄，使用填滿試驗孔的水的質量。
10.11.2.6 計算和記錄，水試驗時溫度的密度以lbm/ft³。
10.11.2.7 計算和記錄，已填滿試驗孔的水的體積至0.001ft³精度，假使灰泥沒被使用，此值即是試驗孔體積；若使用灰泥則加此灰泥體積於測定試驗孔之水體積中。記錄試驗孔體積餘「現地單位重試驗記錄」表格內。
10.12. 測定乾單位重量。（圖2）
10.12.1 測定挖掘孔內之土壤和容器總重。
10.12.2 計算和記錄使用裝挖掘土壤之容器總重，記錄這容器的數量。
10.12.3 計算和記錄挖掘土壤質量。
10.12.4 計算挖掘土壤的濕密度至0.1lbm/ft³精度。
10.12.4.1 轉換濕密度為師單位重藉由lbm/ft³ lbf/ft³ (假定 1 bm=1 lbf)和記錄至0.1lbm/ft³精度。
10.12.5 假設壓實度或相對密度是必要，則遵循B法用特定篩號區分材料。
10.12.6 假如B法無法獲得能代表挖掘土壤的含水量土樣，則依據USBR 5300測定含水量並記錄至0.1%。
10.12.7 計算和記錄土壤乾單位重至0.1lbf/ft³,假使有需要轉換為SI單位，則記錄乾單位重至0.02kN/m³。

11. 步驟：B法-控制粒料材料之現地單位重量

11.1. 這方法用於必須使用夯實度或相對密度；可適用於USBR7205，7220或7240的說明。
11.2. 如同第10節所述 A法步驟，獲得現地總材料之濕密度。
11.3. 去獲得控制粒料材料之濕密度，這超徑粒料的體積或質量的測定由總體積或總質量減去控制粒料的體積或質量。
控制粒料的單位重量能夠由控制粒料的體積或質量計算得。
1.1.1 一般情形，可利用測定控制粒料之含水量與控制粒料之濕單位重量去計算乾單位重量。
1.1.2 另外，測定超徑粒料之含水量、總粒料之含水量和超徑粒料之百分比。
1.2. 由試驗孔挖出之總材料濕質量；用指定篩號來篩分控制粒料與超徑粒料。這步驟應該迅速以使含水量遺失在最小狀態；假如試驗是控制品質，則置放控制粒料於密閉容器內以便進一步試驗。
11.3. 超徑粒料用最少量水清洗和吸乾至面乾狀態。
11.4. 測定和記錄，超徑粒料之濕質量加上已秤重容器之質量。
11.5. 測定和記錄，超徑粒料之濕質量。
11.6. 測定和記錄，控制粒料之濕質量。
11.7. 由超徑之容積比重，計算超徑材料之體積至0.001立方呎精度；假如由特定來源取得超徑粒料的容積比重已在先前試驗獲得，且這值相當固定；此比重值可以採用。
此指出試驗的容積比重是測定於面乾之濕單位重量（看11.5小節），這與（面乾飽和）容積比重是不同的；雖然如此（面乾飽和）容積比重可以被替代使用。
無論如何，於此不要使用（烘乾）容積比重。假使不瞭解這些容積比重和其測定方法，可參考USBR 5320內術語說明和定義。
11.7.1 獲得代表性土樣和測定容積比重，如依據USBR 5320；除了24小時浸泡期間可以被免除。假如USBR 5320 B法（虹吸管取代法）被使用；為適用這較大量土樣和大顆粒，則虹吸管容器可用如水桶、垃圾桶或50加侖圓桶；記錄這容積比重至接近0.01。
11.11. 計算控制粒料和記錄至0.001立方呎。
11.9. 計算控制粒料的濕密度至0.1磅/立方呎。
11.9.1 轉換密度為濕單位重藉由改lbm/ft³為 lbf/ft³（假定 1 lbf= 1 lbm）和記錄至0.1lbf/ft³。
11.10. 測定和記錄，控制粒料之含水量；依據USBR 5300。
11.11. 測定控制粒料之乾單位重和記錄至 0.1磅/立方呎，假如必須，轉換和 記錄乾單位重至 0.1KN/m³。
11.12. 測定和記錄，超徑粒料之含水量；依據USBR 5300。假如由特定來源取得超徑粒料的含水量已先前試驗獲得完成這比例常數且這值相當固定；此含水量可以被假定。
11.13. 測定超徑粒料之百分比。
11.13.1 計算和記錄這控制粒料之乾質量。
11.13.2 計算和記錄，超徑粒料之乾質量。
11.13.3 計算和記錄，總土樣之乾質量。
11.13.4 計算超徑粒料之百分比和記錄至0.1%。
11.14. 計算總材料的含水量和記錄至0.1%。
11.15. 計算總土樣之乾單位重量和記錄至近0.1磅/立方呎。對於SI制，致近0.02KN/m³。

12. 計算--A法

12.1. 下列符號定義使用於本章A法計算。

• m₁ =平鈑和試驗孔體積（試驗前）水和容器的重量，lbm
• m_c1=平鈑體積（試驗前）水和容器的重量，lbm
• m₂ =平鈑和試驗孔體積（試驗後）水和容器的重量，lbm
• m_c2=平鈑體積（試驗後）水和容器的重量，lbm
• m₃ =使用於平鈑和試驗孔體積之質量，lbm
• m₄ =使用於平鈑之質量，lbm
• m₅ =使用於試驗孔體積之質量，lbm
• m₈ =孔中濕材料減去容器的質量，lbm
• m₉ =容器的質量，lbm
• m₁₀=孔中濕材料的質量，lbm
• m_m =試驗孔中灰泥的質量，lbm
• Ｖ₁ =填充試驗孔和平鈑之水的體積，加崙
• Ｖ₂ =填充平鈑之水的體積，加崙
• Ｖ_g =填充試驗孔之水的體積，加崙
• Ｖ_wt=填充試驗孔之水的體積，加崙
• Ｖ_m =在試驗孔內灰泥的體積，加崙
• Ｖ_t =試驗孔的體積，加崙
• ρ_w =水的密度，lbm/ft³
• ρ_wet=挖掘土壤的濕密度，lbm/ft³
• ρ_m =灰泥的密度，lbm/ft³
• γ_wet=挖掘土壤的濕單位重，lbf/ft³
• γ_d =挖掘土壤的乾單位重，lbf/ft³
• ｗ =挖掘土壤的含水量，%

12.2. 計算使用於平鈑和試驗孔體積之水的質量

m₃=m₁-m₂

12.3. 計算使用於平鈑之水的質量

m₄=mc1-mc2

12.4. 計算使用於試驗孔體積之水的質量，lbm

m₅=m₃-m₄

12.5. 計算在試驗孔中水的密度以lbm/ft³.

ρ_w (lbm/ft³)=62.428(ρ_w ,g/cm³在試驗時溫度)

此處ρ_w ,g/cm³在試驗時溫度如表1

12.6. 計算計算使用於填充試驗孔體積，ft³
12.6. 1 測定水的質量。

Vwt=	m5
	ρw (lbm/ft3)

12.6. 2 測定水的體積。

V_wt =0.13368 V_g

此處V_G相當V₁─V₂,和0.13368為常數是由加崙轉換立方呎。

12.7. 計算灰泥的體積。

Vm=	mm
	ρm

12.8. 計算試驗孔的體積。

V_t = V_wt - V_m

或，假使灰泥被使用：

V_t = V_wt

12.9. 計算自試驗孔移除濕材料之質量。

m₁₀=m₈-m₉

12.10. 計算自試驗孔移除濕材料之密度。

ρ_wet =m₁₀ / V_t

12.10. 1 在此步驟，濕密度轉換為濕單位重，藉由lbm/ft³ 轉換為 lbf/ft³。(假定1 lbm= 1 lbf.)。
12.11. 計算自試驗孔移除乾材料之密度。

γd =	γwet
	1 + (w /100)

12.12. 轉換乾單位重由in-lb單位至SI制，假使需要。

單位重 kN / m3	0.1571 kN / m3	x ( 單位重 lbf/ft3 )
	lbf/ft3

13. 計算--B法

13.1. 除了A法定義符號外，下列符號定義使用於本章B法計算。

• m₁₃ =濕超徑土料和容器質量，lbm
• m₁₄ =容器質量，lbm
• m₁₅ =濕超徑土料質量，lbm
• m₁₉ =乾超徑土料和容器質量，lbm
• m₂₀ =容器質量，lbm
• m₂₁ =乾超徑土料質量，lbm
• m₂₃ =濕控制粒料質量，lbm
• m₂₅ =乾控制粒料質量，lbm
• m₂₆ =總乾土樣質量（控制粒料減去超徑料），lbm
• Ｖ_os =超徑粒料的體積，ft³
• Ｖ_c =控制粒料的體積，ft³
• ρ_wet(C) =控制粒料的密度，lbm/ft³
• γ_wet(C)=控制粒料的濕單位重，lbf/ft³
• γ_d(C) =控制粒料的乾單位重，lbf/ft³
• γ_d =總材料的乾單位重，lbf/ft³
• G_m =超徑粒料的容積比重
• ｗ =挖掘土壤的含水量，%
• ｗ_f =控制粒料的含水量，%
• ｗ_os =超徑材料的含水量，%

13.2. 計算超徑材料的濕質量。

m₁₅ = m₁₃ - m₁₄

13.3. 計算控制材料的濕質量。

m₂₃ = mc10 - mc15

13.4. 以已知容積比重計算超徑粒料的體積。

Vos=	m15
	62.4× Gm

此處62.4 相當水的密度，lbm /ft³
13.5. 計算控制粒料的體積：

Vc =Vt -Vos

13.6. 計算控制粒料的濕密度。

ρwet =	m23
	Vc

13.6. 1 此步驟，轉換濕密度為濕單位重藉由改lbm/ft³為 lbf/ft³（假定 1 lbf= 1 lbm）和記錄至0.1lbf/ft³。
13.7. 計算控制粒料的乾單位重。

γd(C) =	γ
	1 + (1 +wf )

此處100轉換小數為百分率。

13.7. 1 轉換乾單位重由in-lb單位至SI制，假使需要。

單位重 kN / m3 =	0.1571 kN / m3	x ( 單位重 lbf/ft3 )
	lbf/ft3

13.8. 計算控制粒料的乾質量。

m25 =	m23
	1 + (wf /100)

此處100轉換小數為百分率。

13.9. 計算超徑粒料的乾質量；依循下列適當方程式：

m21=	m21 = m19 - m20 或m15
	1 + ( wos /100)

此處100為轉換小數至百分率。
13.10. 計算總土樣的乾質量。

m₂₆=m₂₅ + m₂₀

13.11. 計算超徑粒料之百分率。

超徑粒料之百分率 =100 ( m₂₁ / m₂₆ )

此處100為轉換小數至百分率。
13.12. 計算總材料的含水量。

w =	m10 - m26
	m26

13.13. 計算總材料的乾單位重。

γ =	γwet
	1 + ( w /100 )

此處100為轉換小數至百分率。
3.13. 1 假使需要，轉換乾單位重由in-lb單位至SI制。

單位重 kN / m3 =	0.1571 kN / m3	x ( 單位重 lbf/ft3 )
	lbf/ft3

14. 報告：

14.1. 這報告書是由一已完成計算與校核的「現地單位重試驗記錄」表格（圖2）。
使用於計算水體積表格、使用於測定容積比重。

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