定第五章__土的击实试验
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中华人民共和国国家标准土方与爆破工程施工及验收规范GBJ 201-83主编单位:四川省建筑工程总公司批准单位:中华人民共和国城乡建设环境保护部(报中华人民共和国国家计划委员会备案)实施日期:1984年3月1日目录第一章总则第二章施工准备第三章土方工程第一节一般规定第二节排水和降低地下水位第三节挖方第四节填方第五节基坑(槽)和管沟第六节雨期施工第七节冬期施工第八节边坡加固第四章爆破工程第一节一般规定第二节起爆方法第三节一般爆破第四节其他爆破第五章工程验收附录一土的分类附录二土的野外鉴别法附录三土的名词对照表附录四临时排水沟内水的允许流速表附录五击实试验附录六粘性土或排水不良的砂土的最大干容重计算公式附录七几种主要起爆材料的技术性能附录八常用炸药的组成、性能和爆炸参数值第一章总则第1.0.1条本规范适用于工业与民用建筑的土方与爆破工程的施工及验收。
修建厂区内铁路和公路专用线的土方和爆破工程,除按本规范执行外,尚应符合专门规范的规定。
本规范不适用于竖井、沉箱和洞库工程。
对于湿陷性黄土、多年冻土等特殊地质的土方工程,应按有关规范(或规定)执行。
第1.0.2条土方与爆破工程应合理选择施工方案,尽量采用新技术和机械化施工。
第1.0.3条施工中如发现有文物或古墓等,应妥善保护,并应立即报请当地有关部门处理后,方可继续施工。
如发现有测量用的永久性标桩或地质、地震部门设置的长期观测孔等,应加以保护。
如因施工必须毁坏时,应事先取得原设置单位或保管单位的书面同意。
第1.0.4条在敷设有地上或地下管道、电线的地段进行土方和爆破工程施工时,应事先取得管线管理部门的书面同意,施工中应采取措施,以防损坏管线。
如在埋设有电缆的地点挖土,还应有电缆管理部门的代表在场。
第1.0.5条土方与爆破工程施工时,必须遵守国家、部或省、市、自治区有关安全、防火、劳动保护等方面的规定。
第二章施工准备第2.0.1条在组织土方与爆破工程施工前,建设单位应向施工单位提供当地实测地形图(包括测量成果)、原有地下管线或构筑物竣工图、土石方施工图以及工程地质、气象等技术资料,以便编制施工组织设计(或施工方案),并应提供平面控制桩和水准点,作为施工测量和工程验收的依据。
土的击实试验步骤 Prepared on 24 November 2020土的实验2007-11-08 20:14:01 阅读163 评论1 字号:大中小土的击实试验步骤土的CBR实验土的压实性工程建设中广泛用到填土,例如路基、土堤、土坝、飞机跑道、平整场地修建建筑物等,都是把土作为建筑材料按一定要求和范围进行堆填而成。
显然,未经压实的填土,强度低,压缩性大且不均匀,遇水易发生塌陷等现象。
因此,这些填土一般都要经过压实,以减少其沉降量,降低其透水性,提高其强度。
特别是高土石坝,往往是方量达数百万方甚至干百万方以上,是质量要求很高的人工填土。
进行填土时,通常采用夯实、振动或辗压等方法,使土得到压实。
土的压实就是指填土在压实能量作用下,使土颗粒克服粒间阻力而重新排列,使土中的孔隙减小、密度增加,从而使填土在短时间内得到新的结构强度。
土的压实在松软地基处理方面也得到广泛应用。
实践经验表明,压实细粒土宜用夯击机具或压力较大的辗压机具,同时必需控制土的含水量。
对过湿的粘性土进行辗压或夯实时会出现软弹现象,填土难以压实;对很干的粘性土进行辗压或夯实时,也不能把填土充分压实。
因此,含水量太高或太低的填土都得不到好的压密效果,必须把填土的含水量控制在适当的范围内。
压实粗粒土时,则宜采用振动机具,同时充分洒水。
两种不同的做法说明细粒土和粗粒土具有不同的压密性质。
11.2.1 粘性土的压实性研究粘性土的压实性可以在试验室或现场进行。
在试验室内研究土的压实性是通过击实试验进行的。
试验的仪器和方法见《土工试验方法标准GBJ123-88》。
试验时将某一种土配成若干份具有不同含水量的土样。
将每份土样装入击实仪内,用完全同样的方法加以击实。
击实后,测出压实土的含水量和干密度。
以含水量为横坐标,干密度为纵坐标,绘制含水量-干密度曲线如图11-3所示。
这种试验称为土的击实试验。
图11-3 粘性土的击实曲线1. 最优含水量与最大干密度在一定的压实功能(在试验室压实功能是用击数表示的)下使土最容易压实,并能达到最大密实度时的含水量称为土的最优含水量。
土的击实试验实施细则1. 总则1.1 本细则适用于现场测定细粒土、砂类土、砾类土、无机结合料的击实试验。
1.2 本细则是依据JTGE40-2007编制。
2. 无机结合料稳定层击实试验2.1 本试验法适用于在规定的试筒内,对水泥稳定土(在水泥水化前)等进行击实试验,以绘制稳定土的含水量—干密度关系曲线,从而确定其最佳含水量和最大干密度。
2.2 试验集料的最大粒径宜控制在25mm以内,最大不得超过40mm(圆孔筛)2.3 根据工程要求及土的性质,按JTJ051-93或JTJ057-94中的规定选择最大粒径选用试筒。
详见下表:2.4.1 击实筒:小型,内径100mm,高127mm的金属圆筒,套环高50mm,底座;中型,内径150mm,高170mm的金属圆筒,套环高50mm,直径152mm和高50mm的筒内垫块,底座。
2.4.2 击实仪。
规格见上表。
2.4.3 天平,感量0.01g;台称15kg,感量5g。
2.4.4 圆孔筛:孔径40mm、25mm或20mm以及5mm的筛各1个。
2.4.5 量筒:50ml、100ml和500ml的量筒各1个。
2.4.6 其他:刮刀、拌各工具、脱模器、铝盒、烘箱。
2.5 试样制备2.5.1 将具有代表性的风干或在50℃温度下烘干的试料用木锤或木碾捣碎。
土团应捣碎到能通过5mm的筛孔。
2.5.2 在预定做击实试验的前一天,取有代表性的试料测定其风干含水量。
细粒土,试样应不少于100g;对于中粒土(粒径小于25mm的各种集料)试样应不小于1000g;对于粗粒土的各种集料试样应不少于2000g。
2.6 试验步骤2.6.1 将已筛分的试样用四分法取筛下的土约30kg,再用四分法将取出的试料分成5~6份,每份试料的干重约为4.4kg (细粒土)或5.5kg(中粒土)。
2.6.2 预定5~6个不同含水量,依次相差1%~2%,且其中至少有两个大于和两个小于最佳含水量。
2.6.3 按预定含水量制备试样,将1份试料平铺于金属盘内,将事先算得的该份试料中应加的水量均匀地喷洒在试料上,用小锤将试料充分拌和到均匀状态(如为石灰稳定土和水泥、石灰综合稳定土,可将石灰和试料一起拌匀),然后装入密闭容器或塑料口袋内浸润备用。
无机结合料稳定土的击实试验方法1 仪器设备(1 )击实筒:小型,内径l00mm、高127mm的金属圆筒,套环高50mm,底座;中型,内径152mm,高170mm的金属圆筒,套环高50mm,直径151mm和高50mm的筒内垫块,底座。
(2)击锤和导管:击锤的底面直径50mm,总质量4.5k g。
击锤在导管内的总行程为450mm 。
可设置击实次数,并保证击锤自由垂直落下,落高应为450mm,锤迹均匀分布于试样面。
(3)电子天平:量程4000g,感量0.01 g,(4 )电子天平:称量15kg,感量0.1g,(5 )方孔筛:孔径53mm,37.5mm、26.5mm、19mm、4.75mm、2.36mm的筛各1个。
(6 )量筒:50mL、100mL和500mL的量筒各1个。
(7 )直刮刀:长200-250mm、宽30mm和厚3mm,一侧开口的直刮刀,用以刮平和修饰粒料大试件的表面。
(8) 刮土刀:长150~200mm、宽约20mm的刮刀。
用以刮平和修饰小试件的表面(9 )工字形刮平尺:30mmX 50mm X310mm,上下两面和侧面均刨平。
(1 0) 拌和工具:约400mm X 600mm X70mm 的长方形金属盘,拌和用平头小铲等。
(1 1) 脱模器。
(1 2) 测定含水量用的铝盒、烘箱等其它用具。
2试验步骤:(1)试样准备a将具有代表性的风干试料(必要时,也可以在50℃烘箱内烘干)用木锤或木碾捣碎。
土均应捣碎到能通过4.75mm的筛孔。
但应注意不使粒料的单个颗粒破碎或不使其破碎程度超过施工中拌和机械的破碎率。
b如试料是细粒土,将已捣碎的具有代表性的土过5mm筛备用(用甲法或乙法做试验)。
如试料中含有粒径大于5mm的颗粒,则先将试料过25mm的筛,如存留在筛孔25mm筛的颗粒的含量不超过2000,则过筛料留作备用(用甲法或乙法做试验)。
c如试料中粒径大于19mm的颗粒含量超过10%,则将试料过37.5mm的筛;如果存留在37。
土的击实实验操作步骤
1. 将具有代表性的风干(或在低于50℃温度下烘干)土样,放在橡皮板上,用圆木棍碾散,或用碾土机碾散,然后过5mm筛。
对于小试筒按四分法取筛下的土为N×3kg;对于大试筒不必过5mm筛,用手将大于40mm的碎(砾)石拣除即可,同样按四分法取样约N×6kg。
(N为预估测点数,至少为4个)。
2. 按初步估计的最佳含水量低3~4%左右,洒水拌匀风干土。
土样应放在不吸水的盘上,盖上润湿布或塑料布,闷料一段时间,最好能过夜。
3. 根据工程要求,选择规定的轻型或重型试验方法,并视大于5mm颗粒的百分率大小,选用小试筒或大试筒进行击实试验。
4. 将击实筒放在坚硬的地面上,取制备好的土样分3或5次倒入筒内。
小筒按三层法时,每次约800~900g(其量应使击实后的试样等于或略高于筒高的三分之一);按五层法时,每次约400~500g(其量应使击实后的试样等于或略高于筒高的五分之一)。
对于大试筒,先将垫块放入筒内底板上,按五层法时,每层需试样约900g(细粒土)~1100g(中粒土);按三层法时,每层需试样1700g左右。
整平表面,并稍加压紧,然后按规定的击数进行第一层土的击实,击实时击锤应自由垂直落下,锤迹必须均匀分布于试样面。
第一层击实完后,将试样层面“拉毛”,然后再装上套筒,重复上述方法进行其余各层土的击实。
小试筒击实后试样稍高出筒但不大于5mm,大试筒击实后试样稍高出筒但不大于10~40mm。
5. 用修土刀沿套筒内壁削刮,使试样与套筒脱离后,扭动并取下套筒,齐筒顶细心削平试样,拆除底板,擦净筒外壁,称量准确至1g。
土的标准击实试验报告
试验名称:土的标准击实试验
试验目的:通过标准击实试验,确定土壤的击实度和工程性质,为工程设计提供参考和依据。
试验方法:
1. 准备试样:从待测土壤中采集一定数量的样品,将其空气干燥,经过标准筛网筛过后,选取粒径小于20mm的颗粒作为
试样。
2. 打击试验:将试样放置在标准击实试验仪器的试模内,依次进行多次均匀的打击。
3. 记录数据:在每一次打击后,测量试模内试样的强度和沉降程度,记录下实际击实次数和击实度数据。
试验结果:
1. 强度试验结果:根据击实试验的记载数据,计算出每一次打击试样后的强度值。
通常以试样的最大打击次数和最大强度为观察指标。
2. 沉降程度试验结果:记录试样在每一次打击后的沉降程度数据,通常以沉降深度和沉降比为观察指标。
试验结论:
通过标准击实试验得出的结果,可以分析土壤的击实性和工程性质。
根据试验数据,确定土壤的击实度并进行分类,根据实际工程情况和试验数据,评估土壤的工程性质,为工程设计和施工提供决策依据。
注意事项:
1. 试验过程中需要注意仪器的正常运行和试样的选取,保证试验的准确性和可靠性。
2. 单次试验的数据和结果不能完全代表土壤的全部特性,需多次试验并综合分析。
3. 涉及到土壤工程性质的决策,需结合实际工程情况和其他相关试验数据进行综合判断。
土体击实实验报告1. 引言土体的击实性能是评价土壤工程性质的重要指标之一,对于土体的稳定性和承载能力有着重要影响。
土体击实实验是评价土壤的工程性质以及合理的土壤改良措施的关键手段之一。
本实验旨在探究土体的击实性能,并通过实验数据的分析,对不同土壤的工程特性进行比较和评估。
2. 实验目的- 了解土体的击实性能及其对土壤工程性质的影响;- 掌握土体击实实验的基本操作方法;- 分析土体击实实验的数据,评估土体的工程特性。
3. 实验原理土体的击实性能是指土壤在施加外加载荷的作用下,由于颗粒密实化或排列紧密而增加抗压强度的能力。
常用的土体击实实验方法包括标贯试验和静压试验。
本实验使用静压试验方法,通过在标准模具中加压并记录变形,以此评估土壤的击实性能。
4. 实验步骤4.1 准备工作- 标准模具、扬程器、滤纸- 塑料盆、搅拌棒- 计时器、压力计- 不同类型土壤样本4.2 实验操作1. 将土壤样本用筛网过筛,去除杂质。
2. 准备干燥的土壤样品,称取一定质量的样品。
3. 将样品置于塑料盆中,加入一定量的水,并用搅拌棒搅拌均匀,使土壤与水充分混合。
4. 将混合后的土壤放入标准模具中,每次添加土壤后用压实器严密压实,记下每次压实后的排水时间和压力。
5. 依次增加压实次数,记录下每次压实后的排水时间和压力。
6. 进行一定压实次数后,按照规定方法取出标准模具中的土样,并在滤纸上晾干,计算其干重。
5. 实验数据与结果分析经过实验操作后,我们得到了每次压实后的排水时间和压力,以及干重等数据。
接下来,根据实验数据进行结果分析。
首先,对于不同土壤样本,我们可以比较它们的击实程度。
通常情况下,击实程度越高,土壤的抗压强度就越大。
通过比较不同土壤样本的排水时间和压力的变化,可以得出土壤的击实性能。
其次,我们可以计算每次压实后土壤的干重,并进行比较。
不同类型的土壤在击实过程中可能会有不同的干重增加幅度。
因此,通过比较不同土壤样本的干重,可以评估土壤的击实效果。
第五章击实试验第一节击实试验的基本原理一、基本概念1. 土的压实性工程中,用于填筑路堤等的填料均处于松散的三相状态,在以机械方法施加击实功能的条件下,可以压实增加密度,使其具有足够的强度、较小的压缩性和很小的透水性。
土的这种通过碾压施以一定压实功能,密度增加的特性称为土的压实性。
在用粘性土作为填筑材 表示填土的密实性。
料时,常用干密度d2。
击实试验为了获得最理想的压实效果,需要充分了解土的压实特性,其中,影响压实特性的主要因素是含水率和施加的压实功能。
为此,在工程实践中常常在模拟现场施工条件(包括施工机械和施工方法)下,找出压实密度与填土含水率之间的关系,从而获得压实填土的最佳密度(既最大干密度)和相应的最优含水率。
击实试验就是为了这种目而利用标准化的击实仪具,得到土的最大干密度与击实方法(包括土的含水率和击实功能等)的关系,据以在现场控制施工质量,保证在一定的施工条件下压实填土达到设计的密实度标准。
所以击实试验是填土工程如路堤、土坝、机场跑道及房屋填土地基设计施工中不可缺少的重要试验项目.工程经验表明,欲将填土压实,必须使其含水率降低在饱和状态以下,即要求土体处于三相介质的非饱和状态。
土在瞬时冲击荷载重复作用下,颗粒重新排列,其固相密度增加,气相体积减少;当锤击力作用于土样时,首先产生压缩变形,当锤击力消失后,土又出现了回弹现象。
因此,土的击实过程,即不是固结过程,也不同于一般压缩过程而是一个土颗粒和粒组在不排水条件下的重新组构过程。
用击实试验模拟现场土的压实,这是一种半经验方法。
由于土的现场填筑辗压和室内击实试验具有不同的工作条件,两者之间的关系是根据工程实践经验求得的,因此很多国家以及一个国家的不同部门就可能有其自用的击实试验方法及仪器。
图5。
1击实仪国内常用的击实试验仪器如图5.1,主1—击实筒;2—护筒;要包括击实筒和击锤两部分,仪器型号和试3—导筒;4—击锥;5—底板验方法不同,其尺寸参数各异。
土力学击实试验报告土力学试验报告密度试验一、试验目的土的密度反映了土体结构的松紧程度,是计算土的自重应力、干密度、孔隙比等指标的重要依据,也是挡土墙土压力计算、土坡稳定性验算、地基承载力和沉降估算以及路基面施工填土压实度控制的重要指标之一。
二、试验方法及原理环刀法就是采用一定体积环刀切取土样并称土质量的方法,环刀内土的质量与环刀体积之比即为土的密度。
环刀法操作简便且准确,在室内和野外均普遍采用,但环刀法只适用于测定不含砾石颗粒的细粒土的密度。
三、仪器设备1、环刀:内径61.8mm,高20mm。
2、天平:称重500g,最小分度值0.1g;称重200g,最小分度值0.01g。
3、其他:切土刀、钢丝锯、圆玻璃片、凡士林等。
四、试验步骤1、按工程需要取原状土样,其直径和高度应大于环刀的尺寸,整平两端放在圆玻璃片上;2、在环刀的内壁涂一层凡士林,将环刀的刀刃向下放在土样上面,用切土刀把环刀完全压入土内,使保持天然状态的土样填满环刀内;3、用切土刀削去环刀外侧的土、刮平上下面后,再用擦布把环刀外侧擦净;4、在天平上称量环刀加土的总质量,准确至0.01g。
五、试验数据处理试验记录及计算表试验者:两次计算的密度差值为0.012 g/cm3 表格中数据计算用到的公式:湿密度??mV1.9481?0.362?1.430(g/cm)3干密度?d?1??六、回答问题1、土的密度有几种测试方法?答:土的密度测定方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法。
2、环刀法测定哪些土的密度?答:环刀法适用于测定不含砾石颗粒的细粒土的密度。
比重试验一、试验目的土粒的比重是土的基本物理性质之一,是计算孔隙比、孔隙率、饱和度等重要依据,也是评价土的主要指标。
土粒的比重主要取决于土的矿物成分,不同土的比重变化幅度不大。
但土的比重对于了解土的性质很重要,通过本实验了解测量土比重的基本方法。
二、试验方法及原理比重瓶法的原理为由称好质量的干土放入盛满水的比重瓶的前后质量差异,来计算土粒的体积,从而进一步计算出土粒比重。
土的击实试验1.试验目的测定试样在一定击实次数下或某种压实功能下的含水率与干密度之间的关系,从而确定土的最大干密度和最优含水率,为施工控制填土密度提供设计依据。
2.试验方法与原理击实试验分轻型击实试验和重型击实试验两种方法。
本次试验采用轻型击实试验。
试验原理:土的压实程度与含水率、压实功能和压实方法有着密切的关系,当压实功能和压实方法不变时,土的干密度先是随着含水率的增加而增加,但当干密度达到某一最大值后,含水率的增加反而使干密度减小,能使土达到最大干密度的含水率,称为最优含水率Wop(或称最佳含水率),其相应的干密度称为最大干密度ρdmax。
3.试验仪器1000ml量筒1个,轻型击实仪(含击实筒、击锤和护筒等),刮刀1个,五组那个含水率的土样若干,称量300g天平(感量0.01g),称量10kg台秤(感量1g),标准筛1套。
4.实验步骤1)制备具有不同含水率的土样(实验室提供);2)取代表性土样拌匀后分三次装入击实仪金属圆筒内进行击实。
每两层之间的接触面应在击实前凿毛;3)每层土样击25次;4)击实完成后称取击实筒与试样的总重量;注意记录筒自重和筒的容积;5)从试样中心处取2块一定量的土料,测定含水量。
5.试验记录土的击实试验记录表试验地点:实验日期:试验者:——————————————————————————————————土样类别:细粒粘土每层击数:25次6.成果整理及分析分析本次试验过程中应当注意的问题1)是每两层之间的接触面应在击实前凿毛,我在试验过程中做第一组土样击实试验时差点忘记凿毛,若不进行凿毛,则完成击实后的土样将会有分层情况,对试验结果产生较大误差。
2)完成击实后取土样时务必细心,切不可将土样盒的盒子与盒盖弄混导致质量误差。
本次试验未达到试验目的。
原因可能是由于击实筒在击实后底部部分土脱落引起质量上的误差导致其密度偏小。
本次试验中未能得到最大干密度最优含水率。
土力学试验指导书许昌学院城市与环境学院2009年9月25日实验一土的含水率试验(一)试验目的土的含水率指土在105~110°C 下烘于恒量时所失去的水的质量和干土质量的百分比值。
土在天然状态下的含水率称为土的天然含水率。
所以,试验的目的:测定土的含水率。
(二)试验方法适用范围1.烘干法:室内试验的标准方法,一般粘性土都可以采用。
2.酒精燃烧法:适用于快速简易测定细粒土的含水率。
3.比重法:适用于砂类土。
(三)烘干法试验1.仪器设备①烘箱:采用电热烘箱;②天平:称量200g,分度值0.01g ;③其他:干燥器,称量盒。
2.操作步骤(1)取代表性试样,粘性土为15~30g,砂性土、有机质土为 50g,放入质量为m 0的称量盒内,立即盖上盒盖,称湿土加盒总质量m 1,精确至0.01g.(2)打开盒盖,将试样和盒放入烘箱,在温度105~110°C 的恒温下烘干。
烘干时间与土的类别及取土数量有关。
粘性土不得少于8小时;砂类土不得少于6小时;对含有机质超过10%的土,应将温度控制在65~70°C 的恒温下烘至恒量。
(3)将烘干后的试样和盒取出,盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温,称干土加盒质量m 2为,精确至0.01g 。
3.计算含水率:按下式计算 %1000221⨯--==m m m m m m w s w4.要求:(1)计算准确至0.1%;(2)本试验需进行2次平行测定,取其算术平均值,允许平行差值应符合下表规定。
5.本试验记录格式详见报告实验二 土的密度试验(一)试验目的测定土在天然状态下单位体积的质量。
(二)试验方法与适用范围一般粘性土,宜采用环刀法易破碎,难以切削的土,可采用蜡封法对于砂土与砂砾土,可用现场的灌砂法或灌水法。
(三)环刀法的试验1.仪器设备①符合规定要求的环刀;②精度为0.01g 的天平;③其他:切土刀,凡士林等。
2.操作步骤(1)测出环刀的容积V ,在天平上称环刀质量m 1。
第五章击实试验第一节击实试验的基本原理一、基本概念1. 土的压实性工程中,用于填筑路堤等的填料均处于松散的三相状态,在以机械方法施加击实功能的条件下,可以压实增加密度,使其具有足够的强度、较小的压缩性和很小的透水性。
土的这种通过碾压施以一定压实功能,密度增加的特性称为土的压实性。
在用粘性土作为填筑材 表示填土的密实性。
料时,常用干密度d2. 击实试验为了获得最理想的压实效果,需要充分了解土的压实特性,其中,影响压实特性的主要因素是含水率和施加的压实功能。
为此,在工程实践中常常在模拟现场施工条件(包括施工机械和施工方法)下,找出压实密度与填土含水率之间的关系,从而获得压实填土的最佳密度(既最大干密度)和相应的最优含水率。
击实试验就是为了这种目而利用标准化的击实仪具,得到土的最大干密度与击实方法(包括土的含水率和击实功能等)的关系,据以在现场控制施工质量,保证在一定的施工条件下压实填土达到设计的密实度标准。
所以击实试验是填土工程如路堤、土坝、机场跑道及房屋填土地基设计施工中不可缺少的重要试验项目。
工程经验表明,欲将填土压实,必须使其含水率降低在饱和状态以下,即要求土体处于三相介质的非饱和状态。
土在瞬时冲击荷载重复作用下,颗粒重新排列,其固相密度增加,气相体积减少;当锤击力作用于土样时,首先产生压缩变形,当锤击力消失后,土又出现了回弹现象。
因此,土的击实过程,即不是固结过程,也不同于一般压缩过程而是一个土颗粒和粒组在不排水条件下的重新组构过程。
用击实试验模拟现场土的压实,这是一种半经验方法。
由于土的现场填筑辗压和室内击实试验具有不同的工作条件,两者之间的关系是根据工程实践经验求得的,因此很多国家以及一个国家的不同部门就可能有其自用的击实试验方法及仪器。
图击实仪国内常用的击实试验仪器如图,主 1—击实筒;2—护筒;要包括击实筒和击锤两部分,仪器型号和试 3—导筒;4—击锥;5—底板验方法不同,其尺寸参数各异。
3. 击实曲线室内击实试验,一般是备用同一土质不同含水率的数个土样,通常5~6个,分别拌和均匀,分层装入击实筒中,按一定功能进行击实,并测定土样的湿密度和含水率,按下式计算土样的干密度: w d 01.01+=ρρ (5—1) 式中 d ρ——击实后土样的干密度,g /cm 3; ρ——击实后土样的湿密度,g /cm 3;w ——击实后土样的含水率,%。
如此按照上述方法对第二、第三……个试样进行试验,即可得到各试样相应的湿密度和相应的含水率.并计算其干密度,然后在以干密度为纵坐标以含水率为横坐标的直角坐标系中绘制d ρ~w 曲线,如图所示,该曲线即称为击实曲线。
图 击实曲线4. 最大干密度和最优含水率击实曲线表明,对于某一填筑土料,在同一击实功能作用下,填土的干密度随含水率的变化而变化,具体表现为,当含水率较小时,土的干密度随着含水率的增加而增大,而当含水率的增加达到某一值后,含水率继续增加反而使干密度减少。
所以击实曲线的形态呈具有峰值的上凸形,其峰点对应的干密度即为土的最大干密度,常用m ax d ρ表示,与其相对应的10含水率即为土的最优含水率,常用opt w 表示,如图所示。
土的最优含水率一般在塑限附近(既±P w (2~3)%),约为液限的~倍。
这是因为土的含水率较小时,土粒周围的结合水膜较薄,连接较牢,土粒不易移动,故难以击实;当含水率较大时,结合水膜较厚,从而把颗粒分隔开,此时作用在土体上的锤击荷载更多地为孔隙水所承担,从而使得作用在颗粒上的有效应力减小,反而减少土的密度,使击实曲线下降。
在最优含水率时,水膜厚度适中,土粒连接较弱,又不存在多余的水分,故易于击实,使土粒靠近而排列得最紧密。
可以认为击实的机理主要取决于土中水膜厚度的变化和孔隙水的多少。
5. 压实度工程实践中用压实度来控制粘性土的压实标准,压实度的定义是现场填土的干密度与室内标准击实功能击实的最大干密度之比,用百分数表示。
我国土坝设计规范中规定,Ⅰ、Ⅱ级土石坝填土的压实度应达到95%~98%,Ⅲ~Ⅴ级土石坝的填土压实度应大于92%。
填土地基的压实度标准可参照这一规定。
6. 表面压实法和重锤夯实法表层压实法是利用机械碾压或机械振动对填土、湿陷性黄土、松散粉细砂表层进行压实。
其压实功能影响深度较小,在填土工程中通常分层碾压,压实后的厚度控制在30~40cm 左右,该方法也用于处理表层厚度较小的软弱地基。
重锤夯实法是利用重锤自由下落时的冲击能来夯实填土或浅层地基。
夯实效果与夯锤重量、锤底直径、落距以及土质等因素有关。
二、土的击实性1. 击实土样的含水率特性图曲线右上方的一条线是饱和度为100%的饱和曲线。
它表示当土在饱和状态时的含水率与干密度之间的关系。
根据土的三相比例关系可以导出饱和曲线的表达式为: 100)11(⨯-=w s d sat G w ρρ (5—2)式中 sat w ——饱和含水率,%;s G ——土粒比重或相对密度; w ρ——水的密度,g /cm 3;d ρ——土的干密度,g /cm 3。
由于土是处于三相状态,所以当土被击实达到最大密度时,土孔隙中的空气不易排出,即使加大击实功能亦不能将土中受困气体排尽,故被击实的土体不可能达到完全饱和的程度。
因此当土的干密度相等时,其击实曲线上各点的含水率必然都小于饱和曲线上相应的含水率。
这就是为什么被击实土的曲线均位于饱和曲线的左下侧,而不可能与饱和曲线有交点的原因。
对于一般粘性土来说,其最大干密度(峰点)所相应的饱和度约为80%左右。
这是因为在迅速冲击荷载作用下,土中的气体不能全被排出,即无论如何击实,土的饱和度都达不到100%。
2. 击实功能对最大干密度和最优含水率的影响土的最优含水率和最大干密度与击实功能的大小密切相关。
如图(a )是某一粉质粘土在击数分别为10、20、30、40、60击的击实功能作用下,得到的不同击实曲线。
曲线说明,用较大的击实功能在较小的含水率状态下,可获得较大的最大干密度;而用较小的击实功能,需要在较大的最优含水率情况下,获得较小的最大干密度。
这是因为含水率较小时,水膜较薄,抵抗土粒移动的力较大,只有用较大的击实功能才能克服这种抵抗力。
反之,用较小的击实功能不易克服较大的抵抗力,只有在较大含水率情况下,才能把土压实,而获得较小的最大干密度。
g /c m(a )击数对对土击曲线的影响m a x N g /c m a x o p t NN(b )最大干密度和最优含水率与击实功能的关系图 不同击实功能对击实性的影响图(b)中曲线显示,击实功能愈大,所得的击实效果较好,得到的最大干密度愈大。
但在击实功能较小时,增大击实功能,干密度增加较快;击实功能较大时,击实功能的增大,最大干密度增加缓慢。
这是因为土被击实达到一定密实程度后,土粒已经移动到新的位置,增强了土的抵抗力,继续击实效果不佳。
同时,随着击实功能的增加,最优含水率不断减少。
综上所述,当填料的含水率较小时,要获得较大的干密度,必须加大击实功能;或者适当增加填土料的含水率,在较小的击实功能作用下获得一定的干密度。
三、影响土击实性的主要因素以上分析可知,影响土的击实性的主要因素包括土质情况(矿物成分和粒度成分)、土所处的状态(含水率)和击实条件(击实功能)。
首先,土的类型对击实效果有较大影响,不同的土类有不同的击实特性。
对粘性土而言,通常含细粒愈多的土,其最大干密度的值愈小,而最优含水率愈大,表5-1是我国一般粘性土的最大干密度和最优含水率的经验值。
如果土中含有一定的粗颗粒(砂、砾石等)或土的级配良好,土能在较小的含水率下得到较大的干密度。
表5-1 粘性土最大干密度和最优含水率的经验值土中含有机质对土的击实效果有不良的影响,有机质亲水性强,不易将土击实到较大的干密度,且有机质还会进一步分解而使土的性质恶化,故填筑土料中有机质含量有一定的限制。
其次,由于粘性土填料存在最优含水率,在填土施工时应将土料的含水率尽量控制在其左右,以期用较小的能量获得最佳的压实密度,含水率偏低或偏高均不利于土的压实。
含水率偏低时,压实土具有凝聚结构特征,均匀性好,强度较高,较脆硬,但浸水容易产生附加沉降;当含水率偏高时,压实填土具有分散结构特征,可塑性大,变形稳定,但强度较低。
可见,含水率偏高或偏低有各自的优缺点,在设计土料时要根据工程要求和当地土料的天然含水率情况,选择合适的施工含水率。
此外,击实功能对压实密度的影响与土的含水率大小有关,如图是三种不同含水率土的击实特征,当含水率较低时,增加击实功能有效地增加填土的密度,如含水率较高,只在击实刚能较小时,增加击实功能可增加压实密度,击实功能稍大一些时,再增加击实功能对压实密度的增加就没有效果。
图土的干密度与击实功能的关系1—w=12%;2—w=16%;3—w=20%四、击实试验应注意的几个问题1.关于试验用土(1)使用风干或烘干土问题目前绝大多数单位采用风干土做试验,但也有采用烘干土的。
采用烘干土制备试样,固然方便,但却改变了土的天然特性,不符合施工实际情况。
由于烘干使土中的某些胶质或有机质被灼烧或分解,致使失去胶粒与水作用的活性,显然是会影响试验成果。
实践证明,用和用风干土试验比较,用烘干土做试验得到的最优含水率一般偏小,而最大干密度偏大。
所以在击实试验中,应用风干土作试验更为合理。
(2)试验加水拌和浸润与养护问题在土样制备中,对计算控制的水量,能否准确均匀地施加于土样上,这是保证击实试验准确性的一个重要关键,目前加水方法有两种:一为体积控制法;一为称重控制法。
其中以称重法的效果为最好。
此两法都是借助特制的喷洒器将规定喷洒的水量,在边洒边拌和的情况下,使水能均匀地分布于土样内。
然后称其水土合重,直到所加水量等于所规定的水土总量为止。
再将湿土从盘中取出,置于密闭器或薄膜袋中,放置阴凉处保湿,其静置时间可视土质具体情况而定,一般都不应少于12小时,甚至一昼夜,粉质土可适当缩短浸润时间,使有充分时间浸透,使之干湿均匀。
(3)土样重复使用问题经过锤击后的土,不可避免地会使部分颗粒击碎,从而改变了土的级配特征。
同时,欲将击实试样恢复到原有松散状态也比较困难,进而影响了水份再次施加、拌和和浸透,特别对裂隙发育的易碎性土和高塑性粘土,经击实后很难分散,更不易被水浸透,击实功能越大,最大干密度差别也越大,故一般情况下土样不宜重复使用,而应采用新土做试验。
2.关于击实容器中余土的高度问题这个问题尚未引起人们的普遍重视,一般试验规程中尚无严格地明确规定。
实际上,由于击实容器中余土高度不一所产生的影响,不仅使试验数据分散,而且随着余土高度的增大,其最大干密度有逐渐偏小的趋势。
这是因为目前国内外广泛使用的定体积击实试验,其标准击实功是从余土高度为零考虑的。