为研究不同级配和搅拌次数对土样自由膨胀率试验结果的影响，考虑到国内土工试验标准、规程的实际情况及前人积累的丰富资料和经验，试验在标准、规程所限定的条件下进行，所用仪器设备规格同《土工试验方法标准》，玻璃量筒容积为50 mL。试验土样为取自湖北的5 个膨胀土样品。

按塑性图分类，土样基本上都属于高液限黏土，与膨胀土在塑性图中的位置一致。根据膨胀土的宏观结构特征土样胀缩性相关的指标综合判别，1#和2#土样为弱膨胀土，3#和 4#为中膨胀土，5#为强膨胀土。

1 不同级配试样对试验结果的影响

在进行自由膨胀率试验备样时，不同试验者由于在力量大小、备样工具以及操作方法等方面均存在一定的差异。因此，对同一种土样、不同试验者所制备的试样，其级配不一定相同，即使是同一人、不同时间制备的试样，其级配也不相同。这就使得所制备的试样级配随机性很大，在其他条件相同的情况下很容易导致自由膨胀率试验结果可能相差较大的不合理现象。不同备样人制备的试样级配差异很大，其中C 与E 所制备的试样级配相差最大，<0.074 mm 粒组的土粒含量最大相差近3.8 倍。

为研究试样“级配”对自由膨胀率试验结果的影响，对自由膨胀率试验的试样制备进行了如下调整，首先将土样按土工试验方法标准碾细，过0.5 mm筛；再将0.5 mm 筛下试样过0.25 mm 及0.074 mm筛，将各级筛上及底盘内试样分别放置备用；将0.25～0.5，0.074～0.25，<0.074 mm 直径的土样烘干后按一定比例混合以获取不同级配的试样，然后进行不同级配试样的自由膨胀率试验。

由于试样级配的不同，其10 mL 干土质量和自由膨胀率都存在差异，差值的大小则随土质的不同而异。同一土样自由膨胀率最大相差近14 倍，最小也相差近1.7 倍，差异很大自由膨胀率整体趋势是随干土质量的增大而增大，但并非干土质量最大，对应自由膨胀率值也最大。自由膨胀率不是随干土质量的增大而单调增加。

人工制备试样时，在机械外力的重复作用下，较大的黏粒土团不断被碾碎，直径逐渐变小，这一作用相当于分散作用，土团直径越小，分散程度越高。分散程度较高的土团在试样中所占比例越大，同体积的干土在水中进一步分散的程度就越小，其自由膨胀率就相对较小。对同一土样，不同备样人或同一备样人在不同时段所备样时用力的大小、碾磨的次数都不相同，所制备试样的级配也就不同，而级配的不同，势必造成同体积干土的质量存在差异，进而影响到自由膨胀率的大小。这是导致同一土样在其他条件相同时，仅因备样原因而造成自由膨胀率试验结果出现较大差异的主要原因。

2 搅拌遍数对试验结果的影响

为研究搅拌遍数对自由膨胀率试验结果的影响，采用同一土样、不同级配的6 个试样，按国家标准的方法，将试样倒入量筒内，即用搅拌器上下搅拌悬液各10 次，用蒸馏水淋洗搅拌器和量筒壁至悬液达50 mL，待悬液澄清后，开始每隔2 h 测记一次土面读数，直至2 次读数差不超过0.2 mL 为止；然后，重复上述搅拌程序，测记每次的膨胀稳定值。

不同搅拌遍数的试验结果显示，搅拌遍数对自由膨胀率的大小有明显的影响。第2 遍搅拌与第1遍搅拌后的差值最大，差值的大小则随试样级配不同而异，自由膨胀率值最大相差17 %，最小相差7 %。这是由于试样浸泡时间越长、搅拌次数越多，土粒在悬液中的分散程度越高，相应的自由膨胀率值也就越高。若试样未经充分浸泡，一次搅拌还未能使土粒充分分散在悬液中，自由膨胀率值就相对较低。但经过一次搅拌和膨胀稳定的过程后，试样相当于已经过了一定的搅拌和一定时间的浸泡，再进行第2 遍搅拌时，基本上可以到达土粒充分分散的效果，其自由膨胀率值相对就高。

虽然自由膨胀率有随搅拌遍数的增加而逐渐最大的趋势，从图中可以明显看出，搅拌第2 遍时出现明显的拐点，搅拌第2 遍的结果与搅拌第6遍的结果已相差不大，从试验时间和精度方面考虑，将第3 遍搅拌的测试结果作为最终的结果是合适的 。