土的颗粒分析试验方法与原理
土的颗粒分析试验方法与原理
颗粒分析试验是用于测定土中各粒组占土粒总质量百分数的试验。能够定量描述土粒中各个粒组的含量，为土的工程分类和了解土的工程性质提供依据。颗粒分析试验的方法主要有筛析法、密度计法和移液管法，其中筛析法所适用的土的粒径范围是0.075~60mm，密度计法和移液管法适用的粒径范围小于0.075mm范围的土。
当大于0.074mm颗粒超过试样总质量15%时，先用筛析法对于粒径小于0.074mm无法筛分的颗粒用密度计法或移液管法测定各粒组的相对含量。最后绘制颗粒粒径的分布曲线供土分类使用。
密度计法和移液管法均利用stocks定律。
1、筛析法测试原理
筛析法测定砂土的粒度成分，是利用一套孔径大小不同的标准土壤筛来分离一定量的代表性砂土中与筛孔径相应的粒组，通过天平称量，得其各粒组的质量，以便计算各粒组的相对含量，进而确定砂土的粒度成分。
2、密度计法测试原理
密度计法主要适用于粒径小于0.075mm的试样。该法是以斯托克斯定律为基础的，它的主要原理是土颗粒在静水中自由下沉时受到土粒的有效重力和液体的阻力的作用，当这2种力达到稳定时，在一定的温度下，不同粒径的土颗粒将以不同的速度下沉，采用密度计可以测出不同粒径的土颗粒对应的不同下沉速度。
密度计法是依据斯托克斯定律进行测定的。当土粒在液体中靠自重下沉时，较大的颗粒下沉较快，而较小的颗粒下沉则较慢。一般认为，对于粒径为0.2～0.002mm的颗粒，在液体中靠自重下沉时，作等速运动，这符合斯托克斯定律。密度计法是静水沉降分析法的一种，只适用于粒径小于0.075mm的土样。密度计法，是将一定量的土样(粒径<0.075mm)放在量筒中，然后加纯水，经过搅拌，使土的大小颗粒在水中均匀分布，制成一定量的均匀浓度的土悬液(1000mL)。静止悬液，让土粒沉降，在土粒下沉过程中，用密度计测出在悬液中对应于不同时间的不同悬液密度，根据密度计读数和土粒的下沉时间，就可计算出粒径小于某一粒径d(mm)的颗粒占土样的百分数。
用密度计进行颗粒分析须作下列三个假定：
（1）斯托克斯定律能适用于用土样颗粒组成的悬液。
（2）试验开始时,土的大小颗粒均匀地分布在悬液中。
（3）所采用量筒的直径较比重计直径大得多。
3、移液管法测试原理
根据stocks定律，当颗粒的真密度和流体的密度与粘度确定后，不同直径的球体颗粒与其沉降速度是一一对应的，根据stocks定律，可以通过沉降速度推算颗粒直径。
移液管法的基本原理，将土颗粒试样均匀的分散于沉降液中成浑浊液，令其自由沉降，在适当的时间，从一定高度处抽取一定量的悬浊液，烘干悬浊液并称量其中的土颗粒质量，从试样浓度的变化求出粒度分布，称之为移液管颗粒分级法。
