不均匀系数检测

不均匀系数（Coefficient of Uniformity, Cu），是描述颗粒状材料（如砂、砾石、碎石、土壤等）粒径分布均匀性或级配特性的重要指标。它被定义为限制粒径（D60，即小于该粒径的颗粒占试样总质量60%的粒径）与有效粒径（D10，即小于该粒径的颗粒占试样总质量10%的粒径）的比值，即 Cu = D60 / D10。Cu 值越大，表明颗粒粒径分布范围越广，级配越好，材料的压实性、渗透性、抗剪强度等工程性质往往更优；Cu 值越小（接近于1），则表明颗粒粒径越均匀，级配越差。准确测定不均匀系数对于岩土工程勘察、路基填筑、建筑材料质量控制、水利工程反滤层设计等领域至关重要，是评价材料工程适用性的核心参数之一。

检测项目

不均匀系数检测的核心项目就是计算 Cu = D60 / D10。然而，要获得 D60 和 D10，通常需要完成以下关联检测项目：

• 颗粒大小分布分析：测定试样中各粒径级别颗粒的质量百分含量。
• 特征粒径确定：
  • D10 (有效粒径)
  • D30 (中间粒径，用于计算曲率系数 Cc)
  • D60 (限制粒径)
• 曲率系数 (Cc)：虽然不均匀系数是核心，但曲率系数 Cc = (D30)² / (D10 * D60) 常与 Cu 结合使用，共同评价级配的连续性和优劣。良好的级配通常要求 Cu ≥ 5 且 Cc 在 1 到 3 之间。

检测仪器

进行不均匀系数检测，主要依赖以下仪器设备：

• 标准试验筛组：一套孔径符合标准（如 ISO 3310-1, ASTM E11）的金属丝编织网试验筛，筛孔尺寸根据待测材料粒径范围选择（常用孔径包括：75mm, 37.5mm, 19.0mm, 9.5mm, 4.75mm, 2.36mm, 1.18mm, 600μm, 300μm, 150μm, 75μm 等）。这是筛分法的基础设备。
• 振筛机：机械或电动振筛机，用于高效、均匀地摇动筛组，使颗粒充分分级。
• 精密天平：感量至少达到试样总质量的 0.1%，用于精确称量各级筛上残留物质量。
• 烘箱：用于烘干试样至恒重，保证测试结果不受水分影响。
• 激光粒度分析仪 (可选)：对于细粒土（特别是粉土和粘土）或需要更高精度和效率的情况，可使用基于激光衍射原理的粒度分析仪直接测量颗粒分布并计算特征粒径。
• 辅助工具：搪瓷盘、毛刷、取样铲、分样器等。

检测方法

最常用的不均匀系数检测方法是筛分分析法（适用于粒径大于 0.075mm 的颗粒为主的无凝聚性土或粗粒料），其步骤如下：

1. 试样制备：从代表性样品中，按规范（如四分法）缩分出所需质量的试样（通常数百克至数千克）。将试样置于烘箱中（105±5℃）烘干至恒重，冷却至室温。
2. 筛组组装：将选定的一套标准筛按孔径大小从上到下由大到小叠放，最底部放置接料盘，最顶部放置筛盖。
3. 筛分：将烘干冷却后的试样倒入最顶层的筛子中，盖上筛盖。将整套筛组固定在振筛机上，设定时间（通常10-15分钟）进行振筛。
4. 称量：小心取下筛组，分别称量各级筛子上的残留物质量以及底盘上的颗粒质量（即 <0.075mm 部分）。确保各级质量之和与初始试样总质量之差小于1%。
5. 计算累计筛余百分比：计算小于各筛孔径的颗粒累计质量百分比。
   • 小于某孔径的质量 = 通过该孔径的所有颗粒质量（包括底盘质量）。
   • 小于某孔径的累计百分比 =（小于该孔径的质量 / 试样总质量） × 100%
6. 绘制颗粒大小分布曲线：以粒径（mm，对数坐标）为横坐标，以小于该粒径的颗粒累计百分比（算术坐标）为纵坐标，绘制颗粒大小分布曲线（级配曲线）。
7. 确定特征粒径：
   • 在纵坐标上找到 10% 的点，作水平线与曲线相交，交点的横坐标即为 D10。
   • 在纵坐标上找到 60% 的点，作水平线与曲线相交，交点的横坐标即为 D60。
   • （计算 Cc 时）在纵坐标上找到 30% 的点，作水平线与曲线相交，交点的横坐标即为 D30。
8. 计算不均匀系数 Cu：Cu = D60 / D10。

对于含较多细粒土（<0.075mm）的试样，需结合筛分法和沉降分析法（如密度计法或移液管法）来测定完整粒径分布，再进行特征粒径的确定和 Cu 的计算。激光粒度分析仪则提供了一种快速、自动化的替代方法。

检测标准

不均匀系数检测需遵循相关的国家标准、行业标准或国际标准，以确保结果的可比性和准确性。主要标准包括：

• 中国国家标准 (GB/T):
  • GB/T 50123-2019 《土工试验方法标准》：规定了土的颗粒分析试验方法（筛分法、密度计法、移液管法），是测定土体不均匀系数的核心标准。
  • GB/T 14684-2022 《建设用砂》：对建筑用天然砂和机制砂的颗粒级配（包括Cu要求）有明确规定和试验方法。
  • GB/T 14685-2022 《建设用卵石、碎石》：规定了建设用碎石、卵石的颗粒级配（包括Cu要求）和试验方法。
• 国际/国外常用标准：
  • ASTM D6913 / D6913M-17 《Standard Test Methods for Particle-Size Distribution (Gradation) of Soils Using Sieve Analysis》：
  • ASTM C136 / C136M-19 《Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates》：
  • ISO 17892-4:2016 《Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil — Part 4: Determination of particle size distribution》：
  • AASHTO T 88 《Standard Method of Test for Particle Size Analysis of Soils》：

这些标准详细规定了试样的制备、试验筛的要求、筛分程序、称量精度、结果计算与报告等各个环节，是执行不均匀系数检测的权威依据。选用标准时需根据材料类型（土、砂、石）和具体工程要求或产品规范来确定。

准确的不均匀系数检测结果对于评价材料的工程性能（如渗透性、压实特性、强度、稳定性）和进行合理的设计、选料及质量控制具有不可替代的作用。在试验过程中，严格遵守标准程序、保证试样代表性、控制仪器精度和操作规范性是获得可靠数据的关键。

检测机构资质证书

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证书编号：241520345370

有效期至：2030年4月15日

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证书编号：CNAS L22006

有效期至：2030年12月1日

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