第五章 試驗方法
5.2 凝結性質試驗方法
圖5.7 試體之無圍壓縮試驗情形
圖5.8 試體無圍壓縮破壞試驗
圖 5.9 為針貫入度試驗全景，其試驗步驟如下：
1. 取總重約 136 之污泥-石灰混合物均勻填入半圓錐型試模中，經 測試單位重設定為1 ；如圖5.10 所示，務必使污泥無縫隙 的填入試模。
gf
/ cm3
gf
2. 每隔 0.5day施做針入度試驗，將維卡針尖先調整到接觸試體最頂 面後拴緊螺栓，續鬆開螺栓使維卡針自由落下，並記錄其落下情 形及數據（見圖5.11）。
3. 試體約經過 0.5 後會稍收縮，則在做完針入度試驗後，可將其 從試模中取出，並秤重（見圖5.12）。
day
4. 小心取從試模中取出試體，以遊標尺量測其上直徑、下直徑及高 度，並計算出體積V （見圖5.13）。
5. 假設試體為半圓錐體，以量測試體之上直徑、下直徑及高度，先 計算出完整圓錐體之高度及體積，續完整圓錐體之體積減其上半 圓錐體之體積，即得試體之V 。
6. 配合每次之針入度試驗，計算試體之單位重、含水率、含水比、
乾單位重及孔隙比。
圖5.9 針貫入度試驗全景
圖 5.10 將污泥-石灰混合物填入試模之情形
圖5.11 試體之維卡針試驗情形
(a) 試體收縮 (b) 試體秤重
圖5.13 試體之尺寸量測
另一方面，為了使用土壤之三相體理論公式，使用式(5.1)計算試 體之孔隙比，需先試驗求得九種不同石灰含量之污泥-石灰混合物之 比重Gs。
− 1
= ×
d w
G
se γ
γ
(5.1)茲依ASTM D854 規範施行試驗求混合物之比重，其試驗程序如 下所述（參閱圖5.14）：
1. 將上述針入度試驗完後之試料烘乾後，取約 15 的試料裝入比重 瓶中。
gf
2. 加水至比重瓶，使其充分淹沒試料。
3. 將比重瓶移至酒精燈上加熱，經常搖動俾趕出試料中的氣泡。
4. 自沸騰後繼續加熱約十五分鐘；因試料加水後會膨脹，須注意避 免試料溢出比重瓶。
5. 之後，將比重瓶移出酒精燈冷卻，續加滿清水入比重瓶並加蓋，
務必使瓶內無氣泡產生。
6. 拭乾比重瓶外多餘水分後，秤其重量。
7. 將比重瓶中的試料取出，洗淨並加滿清水後上塞，秤其重量。
8. 重複上述試驗方法測量三組，記錄其數據並求取平均值；如有差 異太大之值，必須剔除後計算。
圖5.14 試體之比重試驗情形
以下續對試體之單位重、含水率、含水比及乾單位重之計算方法說明 之。
一、單位重
經由針貫入度試驗方法所述測得之各階段重量W及體積V，使用 式(5.2)求其單位重γ 。
V
= W
γ
(5.2)二、含水率
由於含水率的測量易受到人為操作的影響，因此本研究利用式 (5.3)求得試體原始水重Ww，續利用式(5.4)求出其含水率w，其中 為 試體伴合後初始含水率， 為試體初始重量，W為試驗各階段所測得 之重量。
w0
W0
W
w= w
0× W
0 (5.3) ( )] 100%[ − 0 − ×
= W
W W
w Ww (5.4)
三、含水比
承上述所求得之各階段含水率 ，續利用式(5.5)求其各階段含水 比 ，為求方便將簡化為式(5.6)。
w
wr
100 % )
( ×
×
−
= ×
W w W
W
w
rw
(5.5)
100 % 1 1 × 1
−
= w
w
r (5.6)四、乾單位重
由單位重之計算結果，續利用式(5.7)計算乾單位重γd。
r
d
= + w
1
γ γ
(5.7)第六章 污泥-石灰混合物之工程性質
如 5.1 節所述般，茲對 =62%及 =48%之污泥，分別拌以 =9%
石灰之混合物夯實之，並製作直接剪力試驗及無圍壓縮試驗之試體。
於 =62%之污泥，其在 =9%之條件下，乾單位重為 5.10 ；此 值與在 =0%條件下之 4.93 差異不大。另於 =48%之污泥，其 在 =9%之條件下，乾單位重為 4.41 ；此值與在 =0%條件下 之4.32 相近。
wo wo Lc
wo Lc kN/ m3
Lc kN/ m3 wo
Lc kN/ m3 Lc
/ m3
kN