土工试验理论 操作方法

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璧山县建设工程质量监督站检测所

土工击实试验作业指导书

项目 土工击实试验

检测内容 轻型击实法和重型击实法

标准方法 《土工试验方法标准》（GB/T50123—1999）

检测项目及技术要求 （1）轻型击实法检测最大干密度和最佳含水率。适用于粒径小于5mm；

（2）重型击实法检测土样最大干密度和最佳含水率。适用于粒径不大于20mm的土；

试样要求 (1)轻型击实时试样用量20kg，重型击实时试样用量50kg。

(2)试样应风干或在低于60℃温度下烘烤干的土样。

检测工具 击实仪：符合GB/T50123-1999 。

天平：称量200g，最小分度值0.01g

天平：称量10kg，最小分度值5g

电烘箱：带热风循环恒温装置

标准筛：孔径为5mm、20mm、40mm

准备工作 1、用四分法取代表性土样(轻型15kg重型30kg)。然后充分碾碎、过筛(轻型击实时采用筛孔直径为5mm的标准筛、重型击实采用筛孔直径为40mm的标准筛)。型击实过筛时应记录筛余重，计算大于5mm的土样占试样总质量的比例当大于30%时试样作废另取。

2、重型击实时应筛去40mm以上的土样。筛后土样拌匀。

3、取过筛拌匀后的土样2kg，然后放入烘箱，烘一昼夜，称烘干后重G（g），测定其风干含水率0（精确至0.1%）：

0=%1002000GG

4、称取过筛后的土样（精确至1g）5～6份，每份重为0m（轻型2kg，重型5kg），放到塘瓷盘中待用。

5、预估最佳含水率'（粘性土约为15%～20%，砂性土根据来样颗粒粗细程度凭经验在8%～15%内取）。

6、按预估最佳含水率配制5个击实试样

7、将土样平铺于搪瓷盘内，按顺序将应加水量均匀喷洒于每个士样上，并充分拌匀后装入塑料袋润湿一昼夜（砂性土的润湿时间可酌减）。

试验过程 1、称取击实筒重筒m（精确至1g），量出击实筒直径和高度，计算击实筒体积筒V（精确至0．1cm3）。将安装好的击实仪平稳置于刚性基础上，在击实筒内壁均匀涂一薄层润滑油。将土样倒入击实筒内，分层击实，轻型分3层，每层25击；重型分3层，每一层94击。每层高度宜相等，两层交界处的土面应刨毛。击实完成时超出击实筒顶的试样高度应小于6mm。

土工试验旁压试验

48．1 一般规定

48．1．1 土样为原位的黏性土、粉土、砂土、碎石土、残积土、极软岩或软岩。

48．1．2 本试验方法为预钻式旁压试验。

48．2 仪器设备

48．2．1 旁压仪由旁压器、加压稳定装置和变形测量装置及导管等部分组成，其结构框图见图48．2．1。

图48．2．1 旁压仪结构图

1-安全阀；2-水箱；3-水箱加压；4-注水阀；5-注水管2；6-注水管1；7-中腔注水；8-排水阀；9-旁压器；10-上腔；11-中腔；12-下腔；13-导水管；14-导压管；15-导压管4；16-量管；17-调零阀；18-测压阀；19-600kPa压力表；20-辅管；21-低压表阀；22-调压

器；23-手动加压阀；24-2500kPa压力表；25-贮气罐；26-手动加压；27-1600kPa压力表；28-氮气加压阀；29-2500kPa压力表；30-减压阀；31-25000kPa压力表；32-氮气源阀；33-高压氮气源；34-辅管阀

48．2．2 本试验所用的仪器设备应符合下列规定：

1 旁压器：为圆柱形骨架，外套有密封的弹性膜。预钻式一般分上、中、下三腔。中腔为测试腔，上、下腔为辅助腔。上、下腔用金属管连通，而与中腔严密隔离。自钻式一般为单腔，旁压器中央为导水管，用以疏导地下水，以利于将旁压器放到测试位置。在弹性膜外按需要可加装一层可扩张的金属保护套(铠装保护)。其规格应符合表48．2．2的要求。

表48．2．2 旁压仪规格

2 加压稳压装置：压力源为高压氮气或人工打气，并附有加压稳定调节阀和压力表。其量程和最大允许误差应符合表48．2．2的要求。

3 变形量测装置：一般由体变管或液位仪及辅管组成，其量程和最大允许误差应符合表48．2．2的要求。也可采用横向变形传感器直接测出径向变形。其技术条件应符合现行国家标准《岩土工程仪器基本参数及通用技术条件》GB／T 15406的规定。

1 客运专线铁路路基K30、Ev2、Evd检测技术

李 怒 放

（铁道部工程管理中心，北京 100844）

1、地基系数K30检测

1.1 名词解释

地基系数K30

地基系数K30是表示土体表面在平面压力作用下产生的可压缩性的大小。它是用直径为300mm的刚性承载板进行静压平板载荷试验，取第一次加载测得的应力—位移（σ—s）曲线上s为1.25mm所对应的荷载σs，按K30=σs／1.25计算得出，单位:MPa/m。

1.3 K30平板载荷试验的适用条件和要求

对平板载荷试验测试值大小的影响因素很多。包括填料的性质、级配、压实系数、含水率、碾压工艺、最大干密度、最佳含水量、试验操作方法及测试面平整度等。为了规范试验过程，提出了平板载荷试验的适用条件和要求。

1.3.1 K30平板载荷试验适用于粒径不大于载荷板直径1/4的各类土和土石混合填料。

由于K30的荷载板直径只有300mm．因此对所填路基土的颗粒粒径和级配有一定的限值，否则颗粒粒径过大，级配不均匀，K30的测试结果就会带来较大的误差，难以真实反映路基的压实情况。根据秦沈客运专线的经验，K30适用于均匀地基土(如粗、细粒土)地基系数K30的检测，对于拌和较均匀的级配碎石也是符合测试要求的，而对于颗粒不均匀的碎石土，其K30检测就难以得出准确可靠的测试结果。

1.3.2K30平板载荷试验的测试有效深度范围为400～500mm。

由于K30平板载荷试验成果所反映的是压板下大约1．5倍压板直径深度范围内地基土的性状，因此要想真实全面地反映更深土层的情况，尚需结合其他的检测手段进行综合评定。

1.3.3对于水分挥发快的均粒砂，表面结硬壳、软化、或因其他原因表层扰动的土，平板载荷试验应置于扰动带以下进行。

影响K30测试结果的因素很多，但含水量变化是造成K30测试结果偶然误差的主要因素，也就是说K30测试结果具有时效性。一般来说，控制在最佳含水量附近施工，路基压实系数较高，路基质量好，基床表面刚度较大，K30测试结果较高。但是由于受季节及天气气温变化的影响，其水分的蒸发程度不同，含水量差别较大，因而含水量为一变量。实践证明，碾压完毕后，路基含水量大时，K30试结果就小；含水量小时，K30测试结果就高。由于击实土处于不饱和状态，含水量对其力学性质的影响很大。这就造成K30测试结果因含水量变化而离散性大、重复性差。为此，现场测试应消除土体含水量变化的影响。

土工试验直接剪切试验

21．1 一般规定

21．1．1 本试验方法分为快剪、固结快剪和慢剪三种。

21．1．2 快剪试验和固结快剪试验的土样宜为渗透系数小于1×10-6cm／s的细粒土。

21．2 仪器设备

21．2．1 本试验所用的仪器设备应符合下列规定：

1 应变控制式直剪仪(图21．2．1)：包括剪切盒(水槽、上剪切盒、下剪切盒)，垂直加压框架，负荷传感器或测力计及推动机构等，其技术条件应符合现行国家标准《岩土工程仪器基本参数及通用技术条件》GB／T 15406的规定；

图21．2．1 应变控制式直剪仪结构示意图

1-垂直变形百分表；2-垂直加压框架；3-推动座；4-剪切盒；5-试样；6-测力计；7-台板；8-杠杆；9-砝码

2 位移传感器或位移计(百分表)：量程5mm～10mm，分度值0．01mm；

3 天平：称量500g，分度值0．1g。

21．2．2 本试验所用的其他仪器设备应符合下列规定：

1 环刀：内径6．18cm，高2cm；

2 其他：饱和器、削土刀或钢丝锯、秒表、滤纸、直尺。

21．3 操作步骤

21．3．1 试样制备应按下列步骤进行：

1 黏性土试样制备：

1)从原状土样中切取原状土试样或制备给定干密度及含水率的扰动土试样。制备方法应符合本标准第4．5节的规定；

2)测定试样的含水率及密度，应符合本标准第5．2节及本标准第6．2节的规定。对于试样需要饱和时，应按本标准第4．6节规定的方法进行抽气饱和。

2 砂类土试样制备：

1)取过2mm筛孔的代表性风干砂样1200g备用。按要求的干密度称每个试样所需风干砂量，准确至0．1g；

2)对准上下盒，插入固定销，将洁净的透水板放入剪切盒内；

3)将准备好的砂样倒入剪力盒内，拂平表面，放上一块硬木块，用手轻轻敲打，使试样达到要求的干密度。然后取出硬木块。