土的击实试验和.ppt

1、土的击实试验和现场填土的质量检验，陶秀珍2005，12，一，土的击实试验，1.1概要1.1.1土的压实定义：用机械方法在暂时的反复负荷下压实土粒，增大密度的过程。 压实目的为提高：土的抗剪强度和承载力，减小土的压缩性，降低土的渗透性。 土的压实分为粘性土的压实和非粘性土的压实。 粘性土的压实粘性土的压实通常在室内打实试验中进行模拟和研究。 对于粘性土，压实是指含水率几乎不变化的情况下，空气的含量最小或饱和度最大。 无粘性土的压实无粘性土的压实质量一般受相对密度控制。 1.1.2土击实试验1、目的、定义和原理目的：采用标准击实方法测定特定土的密度与含水率的关系，确定该土的最大干密度和最佳含水率。

2、 了解土的压实特性，为工程设施修订和现场碾压提供土的压实资料。 定义：采用标准打实方法测定某打实功能土壤密度含水率的关系，确定其功能中最大干密度和相应最佳含水率的试验。 原理：土的压实程度与含水率、压实功能及压实方法有密切关系。 压实功能和方法不变时，土壤干密度与含水率的关系曲线就是所谓的实心曲线。 2、作用：土击实试验是室内研究土压实性的试验，室内击实试验模拟现场碾压条件、方法，在标准击实筒内给土增加一定的击实功能，确定该功能下的最大干密度和相应的最佳含水率。 其目的是为工程提供填埋密度的初步修订依据，然后根据工程规模、重要性和工程水平决定是否在现场进行碾压试验。 为室内力学试验制备试样。

3、3、夯实试验提供的基本资料是在给定夯实功能下，在干密度与含水率的关系曲线给定夯实功能下，按土最大干密度土最大干密度进行的最佳含水率室内夯实试验是填土工程如土坝、路基、机场跑道及房屋基础等重要试验项目之一。 4、试验是发展美国R.R.Proctor提出的轻量试验方法和标准(普氏标准)美国各州道路协会提出的修正普氏标准国内40年代末南京水利实验所提出的南实处型试验标准50年代、101型试验标准试验方法普氏标准作为国家标准以实际打击的方法5、击实试验方法冲击负荷方式分为落锤直接作用于试样面、在试样面上放置传递板、冲击负荷通过传递板间接作用于试样面2种。 该方法的实验室使用较多，如南实处型、101型打

4、实器、标准打实、普氏打实等静载方式：也称为压实法，不太被采用。 现场：平推，蒸汽轮胎推静力压密室内：静力压密试验，例如压密试样调制。 准动载荷方式：这是用捣棒以较快的速度压土，使土压实的方法。 从机理上来说，接近于实际羊脚的破碎。 振动负荷方式：该方法适用于砾粒土，该方法用振动锤替换锤子，试料筒大以外与通常的标准打击方法原理相同。 以上4个试验方法分为施加打实功的密度测定方法，定体积法：打实试样的体积一定，测定土的质量求干密度，一般称为定体积法。 变体积法：给予一定质量的土样，放入试料筒中，在打实过程中，测定打实试料的体积，求出干密度，一般称为变体积法。 现在，世界各国制定的标准打击方法是对试

5、料面直接施加冲击负荷，用定体积法求出干密度。 我国国家标准和水利行业标准采用的标准击实试验方法是对试样面直接施加冲击载荷，用定体积法求干密度。1.1.3打实曲线由打实曲线可知，低含水率下，干密度随含水率的增加而增加，干密度达到某一最大值时，含水率增加，干密度反而减少。 该干燥密度的最大值称为最大干燥密度，与之相应的含水率称为最佳含水率。 1、压实理论水膜润滑理论粘性土在低含水率时，由于土粒子周围的水膜薄，表面张力引起的毛细管压力大，土粒子间的摩擦阻力高，土粒相互移动困难，因此压实干密度低，土粒子呈凝聚结构的含水量逐渐增加，土粒子周围的水膜变厚，水膜对土粒子的润滑作用逐渐减弱含水率增大到某个值时

6、，树干密度最大。 但是，含水率超过最佳含水率时，土中气体被水包围，变得难以排出，进一步增加含水率时，土中的自由水变多，为了抵消部分压实化的能量，土的干燥密度反而降低，此时，土粒呈分散结构。 (参照图)，粘性水理论的打实曲线反映了土加水的4个阶段，即结合、润滑、膨胀、饱和。、含水率、干密度、结合、润滑、膨胀、饱和、饱和线、结合：土粒的周围被薄水膜包围，该水具有高粘性，能承受一定的剪切应力，干密度低的润滑：增加水量会使水膜变厚，土粒被润滑，土粒实时聚集这种最大含水率称为润滑界限的膨胀：含水率超过润滑界限时，会引起土体的膨胀，多才多艺的水分离土粒，因此干密度降低饱和：土体饱和，封闭气泡所占的空隙全部

7、被水置换，干密度进一步降低。 孔隙水压理论表明，土体饱和度超过25%后，土体中的水连续呈包围土粒的水膜，形成曲率大的弯月面，由于曲率大的弯月面表面张力大，产生高摩擦阻力，抵消了压实效应，土体难以压实，此时空隙大，空气但是，含水率超过最佳值时，随着水量的增加，空气被困在土中，产生细孔气体压力，压实效果减少，干密度减少。 根据表面物理化学理论，低含水率时，土粒子周围形成的双电层薄，粒子间的吸引力占优势，土有形成绒毛结构的倾向，含水率增加则双电层变厚，粒子间的斥力增加的同时，增加的水削弱土的强度，土粒子间容易滑动， 分散和粒子取向度增加，更高的含水率加厚双电层，阻止土粒的进一步接近，就不能产生更大的

8、压实。 取出气体所占的空隙为零的曲线(饱和度为100% )非饱和土的单位土体，求出土中气体体积为零时的干密度和含水率的关系曲线。 如图所示的模型土体中的土粒体积为1、土粒、水、空气、1、a、b、vv的推土器、修土刀等附属设备、1.2打实验的器械和操作1.2.1打实验的器械打实验的器械设备为：打实验器、天平、天平推土器、修刀等附属设备、1.2.2打实订规格、1.2.3仪器检定和检验打实试所采用的仪器除打实订外，还有天平、台秤、标准筛等修订量仪器。 为了得到准确可靠的试验结果，必须检查或检查修正量器具，使用通过检查或检查的机器。其中天平、台秤是通用修正量器，应该发送法定修正量检定单位进行修正量检定

9、的点击表可以按照SL112-95中规定的方法通过自我验证。 1.2.4打实验的操作步骤试样制备：干式法：用橡胶板将一定量的风干土样用木材粉碎后，通过5mm筛，取出筛下土，按顺序调制5个以上的试样，使2%含水率不同，混合后，装入塑料袋中，或者密封在装土器内静置，充分浸湿土中的水分在制备试样时，要注意制备后的试样含水率分布均匀。 1.2.5试验操作步骤：点击表放置在坚固的地面上(这应该在固定试验室放置仪器时进行)，在点击筒的内壁和底板上涂抹薄层润滑油，检查并记录各部件安装、仪器是否正常。 取调制好的土样层进行打实。 打实中各层打实后测定打实后的高度，使打实完成后的侑土高度满足规程要求，下一层要在打

10、实前的层挖毛，加强层间结合。 打实完成后，用修补刀沿保护筒壁削去后，拧下保护筒，测量并记录侑土高度。 1. 3打实试验的结果整理按规程规定修正各试样的含水率和干密度。 以干密度为纵轴，含水率为横轴，描绘干密度和含水率的关系曲线，同时描绘饱和曲线。 按照规定调整用于打实的土样，按照规定调整用于打实的土样，可以整理试验顺序。点击开始前，检查机器是否处于正常状态，记录打实修正，根据刚性，按照规定进行打实，点击结束后，保护筒用直铲将试料的顶、底面削平，称其品质，对测定含水率的湿密度和修正干密度的含水率不同的试料依次进行了打实。 关于打实过程，其在固相、液相、气相不同阶段的比例关系也可以用下图说明。 由

11、于1. 4校正土材中总是混有5mm以上的粒子，这些粒子的存在会影响该土的最大干密度和最佳含水率。 在轻点击试验中，由于机器尺寸，试样调制时超过5mm筛，但试验结果没有完全反映该土的点击特性，特别是粒径超过5mm的粒子的含量多时，产生了校正试验结果的问题。 超过5mm的粒子含量占土总质量的30%时，可以用公式进行补偿。 1. 5击实试验过程的注意事项1、试验机必须放置在坚固平坦的地面上，必须避免用有弹性的板进行试验2、锤落下的锤点必须均匀分布在试样面上，特别是在采用手动击实器时尤其需要注意3、 应尽量使各层打实土质量相等或接近，以免各层厚度出现极厚或过薄的现象4 .两个打实层的层间结合部位必须挖

12、毛5 .拆卸保护筒时，请注意不要切断打实土柱。 1. 6击实试验的影响因素1、粒径超过5mm的粒子对击实成果的影响击实使用的试样，由于机器尺寸的制约，必须通过5mm的筛子，但实际的填埋中一般含有超过5mm的粗粒。 因此，现场填埋的干密度与室内实验的最大干密度不一致，现场填埋得到的密度很大。 如果超过5mm的粗粒在总土中所占的比例不太大，可以校正室内成果，推测原料的最大干密度和最佳含水率。 2、击实功能对击实成果的影响击实功由锤子的重力、落高、击打3个因子组成，击实曲线的特性主要依赖于3个因子的单位击实功。 通过对不同土类最大干密度和单位打实功关系的统一，发现最大干密度和单位打实功之间存在良好的

13、双曲特性。即土的最大干密度随单位打实功的增加而增大，该现象在小打实功时特别显着，随着打实功的增加，最大干密度的增加越来越缓慢，最后趋向稳定值。 3、含水率的配制方法对实验成果的影响实验表明，最大干密度为干土最大，风干土次大，天然土最小，最佳含水率为干土最低。 含水率的制备方法对某特殊土的打实成果的影响尤为显着。 例如SL237-1999P586天生桥红粘土打实曲线。 4、按照佟土高度对打实成果的影响规程所规定的试验方法得到的标准打实曲线，是在某种打实功能下土的干密度和含水率的关系曲线，打实后如果没有佟土高度，则正好达到规定的体积，试料受到的平均单位打实功相等，各试料打实后的超高度大5、土层厚度

14、对打实成果的影响土层厚度主要反映在试料筒的高度上，目前室内打实试验除道路土工试验规程略有不同外，试料筒的高度大致相同。 6、其他影响因素(重复使用土、有机质等)在重复使用土后，重复打实易破碎土粒，改变土的倾斜，影响打实的成果，特别是易碎土。 因此，国内外标准都有规定，一般不再利用试料土。 有机质的存在对土的打实效果起到了不好的作用，有机质越多，最大干密度越小。 1. 7各种土类的夯实性质通过夯实，增加了土的密度，大大改善了土的工程性质。 例如，渗透性：降低，减少吸水软化的倾向，降低冻结感受性。 可压缩性：可压缩性变小，可减少静负荷引起的沉降。 强度：提高，可以提高土体的稳定性。 二、现场填土质

15、量检测与控制、2.1概要、1、质量控制依据、施工与填土质量控制依据：工程设施修订、施工技术要求、设施修订图和有关技术规程、规范。 2、质量管理的分类、一种质量管理是质量检查，以是否满足设定修订技术的要求为评定标准的一种质量管理是填埋压实的土材含水率和密度等量化检查。 3、质量管理标准，综合考虑，确定合理的质量标准是质量管理的关键。 如果质量标准低，一定对工程有危险的标准过高，实际施工困难，也会产生质量问题，必须通过试验确定合理的质量标准。如堤坝工程施工质量评价和检验规程3.2.1规定：土壤碾压筑堤应满足以下要求： 1、上堤土壤的土质及其含水率应满足设置修订和碾压试验确定的要求。 5、土壤压实指

16、标应根据试验成果和GB50286-98堤防工程设施修订规范的设施修订压实度要求，确定设施修订干密度值控制的砂砾压实指标应按设施修订相对密度值控制。 4、填土压实质量指标、粘性土压实度、压实干密度非粘性土相对密度、5、粘性土压实质量判别指标、压实干密度控制指标填土压实的填埋标准应考虑填土压实后的力学性质和工程性质、工程的重要性和规模大小、压实机械能达到的压实程度等。 粘性土一般要求达到或略低于标准击实的最大干密度。 由于没有考虑土的不均匀性的土的形成方式和构成材料的多样性，土成为非常不均匀的材料，因此，土的压实性的变化很大，有时，范围内的两个材料场，土的粒径和倾斜的变化很小，但其最大干密度和最佳含水率的变化很大。 不考虑土材压实性变化的干密度控制根据试验成果，将统一的最大干密度平均值乘以设定规定的压实度，得到填土压实密度控制的下限值。这样，对于压实性好的土材，压力变大，对于压实性差的土材，要求的干密度值不施加压力，必须补充压力，有时候必须补充压力。现场施工中还应控制上堤土料的含水率。 关于打实试验得到的含水率、干密度关系曲线的形状是陡峭还是平缓。 特别是干燥一侧的曲线很陡时，在现场碾压时需要仔细控制含水率，干燥过程中，需要过多的压实工作。湿气过多的话会变得