土工击实试验方法的研究

1、土工击实试验方法的研究击实试验是建筑物地基、道路地基、室内地坪及场地平整等施工和验收的重要依 据。笔者基于工作中积累的实际操作经验 ，介绍击实试验的方法及其要点，对其 进行研究，以期获得对施工有指导意义的数据。1研究土击实性的意义用土作为填筑材料，如修筑道路、堤坝、机场跑道、运动场、建筑物地基及 根底回填等，工程中经常遇到填土压实的问题。 经过搬运未经压实的填土，原状 结构已被破坏，孔隙、空洞较多，土质不均匀，压缩量大，强度低，抗水性能差。 为改善填土的工程性质，提高土的强度，降低土的压缩性和渗透性，必须按一定 的标准，采用重锤夯实、机械碾压或振动等方法将土压实到一定标准，以满足工程的质量标准

2、。研究土的填筑特性，常用现场填筑试验和室内击实试验两种方法。前者是在 现场选一试验地段，按设计要求和施工方法进行填土，并同时进行有关的测试工 作，以查明填筑条件包括土料、堆填方法，压实机械等与填筑效果的关系。 该方法能反响施工的实际情况，但需时间和费用较多，只在重大工程中进行。室 内土工击实试验是近似的模拟现场填筑的一种半经验性的试验。试验时，在一定条件下用锤击法将土击实，以研究土在不同击实功能下的击实特性， 以便获取设 计数值，为工程设计提供初步的填筑标准。 该方法是目前研究填土击实特性的重 要方法。2 土工击实试验方法土工击实试验是研究土压实性能的根本方法， 也是建筑工程必须试验的工程 之

3、一。试验采用击实仪法，即通过锤击使土密实，测定土样在一定击实功能的作 用下到达最大密度时的含水量最优含水量和此时的干密度最大干密度。 为了满足工程需要，必须制定土的压实标准。通常，工地压实质量控制采用压实 度，计算式为：K= p d / p dmax式中，k为压实度，% ； p d为工地碾压的干密度，g/cm3; p dmax为室内试验 最大干密度，g/cm3。假设k越接近100%，那么压实质量越高。对于受力主层或者重要工程 K要求 大些；对于非受力主层或次要工程，k值可小些2。3 土工击实试验曲线室内击实试验，击实功瞬时作用于土， 土的含水量根本不变。在同一击实功 作用下，一定范围内增加含水

4、量，土的干密度增大，但含水量增加到一定程度后，1.6*文档*在一定击实功作用下含水量 W与干 曲线图 量丈呈抛物线型，曲线峰嗣1.5土的干密度就变小。根据这一规律可以得到密度p d的关系。一般情况下细粒土的试验I即是土的干密度最大点；该点的干密度就是最大干密度p优爲力，相应含水量为最0曲线峰值为最大干密度与最正确含水量交叉点,，因 试验的关键。如曲线不能给出峰值，应进行补点试验。优含水量 Wo。而粗粒土的曲线没有细粒径土规那么，有时候述会出现双峰值 确定该点是击实图1击实试验曲线4最优含水量估算 土工击实试验前，首先可从土的液塑限值及筛分试验中估算最正确含水量和最大干密度。一般来颗粒组成百分比

5、粒径大小mm 220.50.5 0.250.25 0. 0750.075 0.050.05 0. 010.01 0. 005V 0.00515.12.72.619.79.140.08.82.0说，土中含粉 粒和黏粒愈多，塑性指数 愈大，最优含水量愈大。因此，一般砂性土壤的最优含水量小于黏性土， 最大干密度大于黏粒土。细粒土的最优含水率一般在塑限附近，约为液限的 0.550.65倍，而砂土的 情况有些不同，视其含水状态而定。此外轻型击实试验中，最优含水量接近土的塑限；重型击实试验最优含水量那么小于土的塑限。表1示出公路工程中重型击实试验参考值2 0表1 土的最优含水量和最大干密度的参考数值表类别

6、液限%最优含水量%最大干密度g/cm 砂类土16188152.20 1.90283815191.90 1.75细粒土384819251.75 1.60 48 25V 1.605 土工击实试验技巧以估算最优含水量为第一点开始进行击实试验，逐步向曲线两边交叉进行击实试验。如估算最优含水量为20%，那么第一击实点击17%含水量点，第二点及 第三点分别击实23%和17%含水量点，以此类推。同时计算出干密度，并估算 干密度曲线走势，假设出现异常那么适当调整，防止补充击实点。这样就可以较快的 捕捉到曲线峰值，提高了试验的准确性和工效。对于直径小于5mm的细粒土，可采用五层法进行击实试验。对于粗粒土，可采用

7、三层法击实，击实筒内加放垫 块。6细粒土和粗粒土的击实试验实例6.1细粒土的室内击实试验本试验以三明某工地坡积土为试验对象。此坡积土粘性较高，液限48.0%,塑限32.3%，塑性指数15.7。土的颗粒分布如表2所示。表2 土地颗粒分布表采用轻型击实，击实筒内径10.2cm,筒高11.6cm,筒容积947.4cm3。击实锤锤 底直径51cm，击实锤质量2.5kg，击实锤落高30.5cm。各击实功为592.2kJ/ m3, 土样分三层击实。每层土料的质量为约750g其量可以使击实后试样的高度略高于击实筒的1/3，每层25击,击实后的每层试样的高度都大致相等，每层交接 面的土面要刨毛。并且击实完成后

8、，超出击实筒顶的试样高度要小于 6mm。以5 个为一组，采用湿法制备，每个试样测出的含水率和干密度见表3。表3干密度与含水量数据表试验次数含水量 %干密度g/cm3120.91.467222.11.512324.11.567426.01.506527.91.439根据以上5点绘制击实曲线，曲线上峰值点的纵横坐标分别代表最大干密度 和最优含水率。如图2所示。图2 击实试验曲线6.2粗粒土的室内击实试验粗粒土通常是指块石、碎石粒卵石、石屑、石粉及砂砾石等粗颗粒组成 的无粘性混合料，或者是粘性土中含有大量粗颗粒的混合土。 本试验土料来自福 州某工地，为砾石和砂的混合物。颗粒分布如表 4所示表4 土的

9、颗粒分布表颗粒组成百分比粒径大小mm 2020-10510250.5 20.25 0.50.075 0.25V 0.07520.414.910.89.637.03.93.00.4采用重型击实，击实筒内径15.2cm,筒高12cm,筒容积2177cm3。击实锤锤底 直径51cm,击实锤质量4.5kg，击实锤落高45cm。各击实功为2177kJ/ m3,土样 分三层击实，每层98击。击实过程的考前须知与细粒土的击实相同。击实试验 结果见表5。表5干密度与含水量数据表击实次数12345含水量%1.94.45.57.58.1干密度g/cm32.042.082.222.202.19最优含水量%6.0最大

10、干密度g/cm 2.23根据以上5点绘制击实曲线，如图3：損蛇Li賠嵯祉許:站纬图3 击实试验曲线6.3细粒土与粗粒土的击实试验比拟击实类型的选择从以上两个试验可以明显看出，细粒土的击实采用轻型，粗粒土的击实采用 重型。这是因为轻型击实适用于粒径小于 5mm的细粒土，重型击实适用于粒径 不大于40mm 土。632击实效果的比照细粒土的最优含水率一般在塑限附近，约为液限的 0.550.65倍。这是因为 土的含水率较小时，结合水膜较薄，连结较牢，土粒不易移动，故难于击实；当 含水率较大时，结合水膜较厚，土粒容易移动，但多余的水分不易排出，产生一 定的孔隙水压力，抵消了冲击作用，阻碍了土粒的接近，故

11、也难于击实。在最优 含水率时，水膜厚度适中，土粒连结较弱，又不存在多余的水分，故易于击实， 使土粒靠拢而排列紧密。但由于在迅速的冲击作用下，土中气体不能被全部排出， 即无论如何击实，土的饱和度都达不到100%，击实曲线都位于饱和曲线的左边。而粗粒土情况有些不同，当土处于风干状态含水较少下时，由于少量水 的润滑作用，土粒间的阻力较小，故易于移动和压实。但含水稍湿时，由于具有 微弱的毛细水连结，土粒间移动所受阻力较大，不易被挤密压实，干密度不大。 当含水较多时，土中毛细水连结消失。孔隙中的水起润滑作用，又不多占孔隙， 冲击时土粒易于移动，能使土得到较高的干密度。7击实试验考前须知7.1 土的均匀性

12、取样时样品的均匀性不好控制，如果取样不准，即使其他方面控制的多么准 确，最终的击实数据也是不可靠的。 所以取样一定要认真细致，确保试样能够代 表母体。对于中粗粒土，必须严格用四分法将试样缩分至需要的总数量，然后再分成5个试样，每个试样6kg左右。这5个试样要代表原土样的实际级配，不 能因粗细颗粒离析而影响试样的均匀性。否那么，由此引起的试验结果数据变异大， 无规律，击实曲线无峰值或呈波浪线等。7.2重型和轻型的选择轻型和重型的核心区别是轻型击实的单位体积击实功小，重型大约为轻型的4.5倍。因此，在相同含水量下，由于重型的单位体积击实功大，对土体结构破 坏力强，土体被压得更密实，湿密度大，相应干密度也更大。由于曲线上5个试验点存在同样原因，重型试验得出的最大干密度大于轻型。 因此检测单位接受委 托时，应根据客户意愿和现场土样综合确定采用何种击实方法。土工压实度报告 在引用击实报告干密度和最优含水量数据时应注明击实报告编号或明确何种击 实，以便于对结果的判读与理解。7.3干法和湿法?公路标准?条文说明中注明，大量试验证明：干法和湿法求得的结果有很 大差异，对于最大干密度，前者大后者小；对于最优含水量，前者小后者大。既 然两者有很大