室内土工击实试验方法中几个常见问题分析

室内土工击实试验方法中几个常见问题分析

【摘要】：土工击实试验作为检测路基压实度、强度等参数的常用方法，对提升路基施工质量发挥着非常重要的作用。然而，影响室内土工击实试验结果准确性的因素非常多，包括含水率、土的类别、塑限等多个方面。本文根据笔者多年的工作经验，以土工标准击实试验结果准确的重要性为出发点，就室内土工击实试验方法中几个常见问题进行了深入分析，并提出了合理性的试验方法，以利于对现场施工的指导。

【关键词】：室内土工击实；试验方法；常见问题

[ abstract ]: soil compaction test is often used as the

method for detection of subgrade compaction, strength

parameter, plays a very important role in improving the

quality of roadbed construction. however, factors affecting

indoor compaction test results accuracy is very much, include

many aspects of moisture content, soil type, the plastic limit.

based on the working experience for many years, the standard

compaction test results are accurate and importance as the

starting point, in-depth analysis of several common problems

in indoor compaction test method, test method is presented

for rationality, construction on site guide.

[ keyword ]: indoor compaction test method; common problem;

中图分类号：tu455 文献标识码：a文章编号：2095-2104（2013） 前言

室内土工标准击实试验所得土的最大干密度的真实性与准确性对工程成本与质量有着非常重要的影响。如果实验所得最大干密度小于真实值，势必会影响路基工程的质量；如果试验所得结果比真实值偏大，则会增加工程额外费用。为此，如何采取相应措施，获得比较准确的最大干密度，已成为影响土体压实的关键因素。在今后的工作过程中，必须加强室内土工击实试验的开展，严格按照国家标准与行业标准，以避免试验所得数据与实际施工发生脱节现象。

1土工标准击实试验结果准确的重要性

在公路工程施工过程中，需要用到大量的填土来填筑路基。提升土的密度，增加填土的强度，可直接提升路基质量，延长道路的使用年限。填土的压实质量可用压实度进行衡量。计算公式：，式中表示施工现场填土压实时所要达到的干密度，表示室内击实试验所得的最大干密度。由此可见，室内击实试验作为评价压实度的一个关键指标，对路基工工程造价、工程质量等发挥着非常重要的作用。

对于室内标准击实试验而言，是使用规范规定的自由落锤装置来测取土试样含水率与干密度之间的关系，以获取最大干密度与最优含水率的试验方法。在试验过程中，将同一土场的同一种土试样制成含水率一次递减2%的土样，分别放在击实筒中进行击实，并测出击实后的干容重与含水量ω，并绘制出ω关系曲线（击实曲线）。曲线峰值所对应的含水率与干密度，即为该种土的最优含水率与最大干密度。

2影响土工标准击实成果准确性的主要因素

2.1不同击实功对击实性能的影响

对于同一种土试样而言，如果击实功不同，其所对应的最优含水率与最大干密度也不尽相同。随着土所受压实功的不断增加，击实曲线的形状不会发生变化，但其位置会逐渐向左方上移，使试验最佳含水率减少，最大干密度增加。对于一般的路基回填土其重型击实与轻型击实所得出的最大干密度约相差0.06～0.1g/cm3。为此，应根据工程实际情况，选择轻型击实试验和重型击实试验等不同方法，以避免造成不必要的施工成本浪费。通常情况下，在处理城市道路排水管道回填、非机动车道或由于实际情况不能上重型压路机起的路基，多采用轻型击实,而对于可正常施工的城市机动车道的路基压实度检测，则应采用重型击实的试验数据。

2.2试验用土的影响

在具体的试验过程中，当选用天然土、风干土、烘干土等不同土样进行试验，但所得的试验结果都存在一定的差异。笔者选择了本地区常用作路基回填的2种塑限差异较大的天然山土进行了不同状态下的重型击实试验，试验结果见表1

对于塑限较高的土样，其烘干土的最大干密度较大，天然土的最小，；而天然土的最优含水率最大，烘干土最小；风干土（干土法）则与天然土（湿土法）的击实结果较为相近。因烘干土中的一些胶质与有机质均被灼烧分解，会导致胶粒与水作用失去活性，从而使试验结果受到影响。为此，当采用干土法进行击实试验时，试验土样应采用风干土，以免增加现场施工成本。

2.3含水量的控制

在土样的制备过程中，将计算所得水量均匀地施加在土样上，是确保击实试验准确性的关键。针对这种情况，应采取这种办法：为准确把握加水量，把预先准备好的2.5kg土样放入盘中，之后用喷雾器喷水，直至天平显示出所需的湿土重。最后将水拌合均匀，放入塑料袋中密封，放置一昼夜，确保土粒间水分的充分转移，使含水量接近预估含水量。

2.4击实后的余土高度控制

对于标准击实曲线试验所得的击实曲线而言，是指在余土高度为零时，单位体积击实功能下土的含水率与干密度之间的关系。在实际的操作过程中，若余土高度过大，土总存在一定的余土高度，使试验结果误差增加。为此，为尽量满足规范规定的余土高度要求，应做好每次试验加土的重量记录，通过积累经验数据来确定每次加土量。对于分三次成型的击实试验，可将松土的第一层高度加至击实筒口靠下约4cm处；第二层与击实筒口平齐；使第三层与护筒顶平齐，确保三层土样的高度基本相同。

2.5土的类型和级配对击实性能的影响

在相同的击实功下，土的配级、土样黏粒含量等对击实成果都会产生较为明显的影响。不同的土质击实试验结果表明：黏性土的击实曲线形态相似，干密度都存在峰值点。在击实功相同的情况下，颗粒越细、塑性指数越大、最大干密度越小，击实越困难，最优含水率也越大。尤其是土的颗粒级配，对土的击实性影响较大。配级越好、粗粒含量越大，土的击实性越好,其最大干密度也越大，而配级不良的土，击实效果或受到严重影响。3击实试验中应注意的几个问题3.1湿土法与干土法

对于室内标准击实试验的制样方法而言，分为干土法与湿土法两种。规范中对于采用哪种方法制样并没有很严格的规定，但由于湿土法对于土样准备的要求较干土法高，故一般试验人员偏向采用干土法制样。鉴于采用干土法进行击实试验得出的最大干密度较湿土法高，对于施工过程中的含水率较高的天然土路基或原山土路基应采用湿土法制样，避免造成路基压实度检测结果比实际偏低的不良影响。3.2土样的重复使用

土样在重复使用过程中，击实功会对土产生较为明显的影响，最大干密度与最优含水率也会偏大。造成这一现象的原因为：一是土颗粒在反复的夯打中被击碎，使其结构发生变化，比表面积增加；二是当土样被击实后很难恢复到原来的松散状态，不易加水浸透，使试验精度受到影响。因此，应严格执行规范中对土样的不重复使用的规定。3.3试验数据的处理对于现阶段的工程实践应用而言，多采用图解法来求取最优含水率与最大干密度，这就要求击实曲线必须准确、圆滑。但有些地方仍然采用手工绘制击实曲线，从而导致误差较大，甚至有些一线试验人员将5个试验点中较大的干密度值作为土样的最大干密度，这是一个很大的误区。采用excel的强大图表功能，并结合冯忠居等人提出的三点二次插值函数计算法来处理试验结果，既方便又准确，并且能有效提升工作效率。

3.4对实际工程中出现压实系数大于1的现象的原因分析

在实际的工程操作过程中，有时会遇到现场检测密度大于室内标准击实最大干密度的现象，很多工程试验人员也对此感到非常迷惑，并且多对试验操作过程提出质疑。对于造成这两种现象的原因而言，包括以下两个方面：1)在试验操作过程中，未对超尺寸颗粒进行修正。规范要求，在操作过程中必须去除超尺寸的颗粒。2)室内标准击实试验所得的最大干密度为一个相对值，为标准击实工下的最大干密度。而对于击实功的大小而言，也是在一定时间内的经验积累。随着大型重型机械的研发与应用，在单位面积上的碾压能量多大于室内标准击实功，从而导致压实系数大于1。同时，试验标准应与时代发展相联系起来，根据试验条件度标准数据进行及时修正，以避免老标准与工程实践脱节现象的发生。

结语

综上所述，在室内土工标准击实试验中，试验结果的准确性是确保路基工程施工的重要数据标准。试验所得的最大干密度与最优含水率的准确性与真实性对路基工程的成本、质量等因素发挥着决定性的作用。为此，在今后的工作过程中，必须加强对于工程施工室内击实试验的重视，加强对相关国家标准、行业规范等内容的深入研究与学习，以确保试验结果的准确性，为城市道路路基工程施工做出正确指导。

参考文献：

[1] 樊晓东. 浅谈室内土工击实试验与现场回填土检测[j]. 中国科技纵横, 2012(7): 220-220

[2] 董秀茹. 土的室内击实试验部分影响因素及分析[j]. 交通世界, 2011(11): 134-135

[3] 曹晓娟. 影响击实试验结果的诸因素研究[j]. 岩土工程界,

2003(8): 68-69

[4] 王志坚, 叶阳升, 王仲锦. 击实试验标准不同对试验结果的影响[j]. 中国铁道科学, 2003(2): 53-57