土的擊實試驗

1、 陶秀珍 2005、12l1.1概述概述l1.1.1 土的壓實土的壓實l 定義：用機械方法使土粒在短暫重復定義：用機械方法使土粒在短暫重復荷載作用下擠緊、密度增大的過程。荷載作用下擠緊、密度增大的過程。l 壓實的目的壓實的目的:為了提高土的抗剪強度及為了提高土的抗剪強度及承載力，減小土的壓縮性和降低土的滲承載力，減小土的壓縮性和降低土的滲透性。透性。l土的壓實分為：粘性土的壓實和無粘性土的壓實分為：粘性土的壓實和無粘性土的壓實。土的壓實。 l 粘性土的壓實粘性土的壓實l 粘性土的壓實通常用室內(nèi)擊實試驗進行粘性土的壓實通常用室內(nèi)擊實試驗進行模擬和研究。對于粘性土，壓實意味著土模擬和研究。對于粘性

2、土，壓實意味著土在含水率幾乎不變的情況下，空氣含量減在含水率幾乎不變的情況下，空氣含量減到最小或飽和度增加到最大。到最小或飽和度增加到最大。l 無粘性土的壓實無粘性土的壓實l 無粘性土的壓實質(zhì)量一般通過相對密度無粘性土的壓實質(zhì)量一般通過相對密度進行控制。進行控制。l l1.1.2 土的擊實試驗土的擊實試驗l1、目的、定義和原理、目的、定義和原理l目的：目的：是采用標準的擊實方法，測定特是采用標準的擊實方法，測定特定土的密度和含水率的關系，確定該土的定土的密度和含水率的關系，確定該土的最大干密度和最優(yōu)含水率。了解土的壓實最大干密度和最優(yōu)含水率。了解土的壓實特性，為工程設計和現(xiàn)場碾壓提供土的壓特性

3、，為工程設計和現(xiàn)場碾壓提供土的壓實資料。實資料。l 定義定義：用標準擊實方法，測定某一擊：用標準擊實方法，測定某一擊實功能作用下土的密度實功能作用下土的密度含水率的關含水率的關系，以確定該功能下的最大干密度與相系，以確定該功能下的最大干密度與相應的最優(yōu)含水率的試驗。應的最優(yōu)含水率的試驗。 原理原理：土的壓實程度與含水率、壓實功：土的壓實程度與含水率、壓實功能及壓實方法有密切的關系。當壓實功能能及壓實方法有密切的關系。當壓實功能和方法不變時，土的干密度和含水率之間和方法不變時，土的干密度和含水率之間形成的的關系曲線就是所謂的擊實曲線。形成的的關系曲線就是所謂的擊實曲線。 l2、作用：、作用：l土

4、的擊實試驗是室內(nèi)研究土的壓實性質(zhì)土的擊實試驗是室內(nèi)研究土的壓實性質(zhì)的試驗，室內(nèi)擊實試驗是模擬現(xiàn)場碾壓條的試驗，室內(nèi)擊實試驗是模擬現(xiàn)場碾壓條件、方法，在標準的擊實筒內(nèi)對土施加一件、方法，在標準的擊實筒內(nèi)對土施加一定的擊實功能，確定該功能下的最大干密定的擊實功能，確定該功能下的最大干密度與相應的最優(yōu)含水率。其目的在于為工度與相應的最優(yōu)含水率。其目的在于為工程提供填筑密度初步設計的依據(jù)，然后根程提供填筑密度初步設計的依據(jù)，然后根據(jù)工程規(guī)模、重要性和工程級別來決定是據(jù)工程規(guī)模、重要性和工程級別來決定是否要在現(xiàn)場進行碾壓試驗。否要在現(xiàn)場進行碾壓試驗。l為室內(nèi)力學試驗制備試樣。為室內(nèi)力學試驗制備試樣。 l

5、3、擊實試驗提供的基本資料、擊實試驗提供的基本資料 在給定的擊實功能下，干密度和含水率的在給定的擊實功能下，干密度和含水率的關系曲線；關系曲線； 在給定的擊實功能下，土的最大干密度；在給定的擊實功能下，土的最大干密度； 與土的最大干密度相對應的最優(yōu)含水率與土的最大干密度相對應的最優(yōu)含水率; 室內(nèi)擊實試驗是填土工程如土壩、路基、室內(nèi)擊實試驗是填土工程如土壩、路基、機場跑道以及房屋地基等的重要試驗項目機場跑道以及房屋地基等的重要試驗項目之一。之一。l4、擊實試驗發(fā)展、擊實試驗發(fā)展l 美國美國R.R.Proctor提出的輕型試驗方法提出的輕型試驗方法和標準（普氏標準）；和標準（普氏標準）；l美國各州

6、公路協(xié)會提出的修正普氏標準；美國各州公路協(xié)會提出的修正普氏標準；l國內(nèi)國內(nèi)40年代末南京水利實驗處提出的南年代末南京水利實驗處提出的南實處型擊實標準；實處型擊實標準；l50年代，年代，101型擊實標準；型擊實標準；l標準試驗方法；標準試驗方法；l普氏標準作為國家標準擊實方法。普氏標準作為國家標準擊實方法。 5、擊實試驗方法、擊實試驗方法 沖擊荷載方式，其中包括落錘直接作用在試沖擊荷載方式，其中包括落錘直接作用在試樣面上和在試樣面上放一傳壓板，沖擊荷載樣面上和在試樣面上放一傳壓板，沖擊荷載通過傳壓板間接作用于試樣面上兩種。這種通過傳壓板間接作用于試樣面上兩種。這種方法實驗室用得比較多，如南實處型

7、、方法實驗室用得比較多，如南實處型、101型擊實儀、標準擊實、普氏擊實等型擊實儀、標準擊實、普氏擊實等 靜荷載方式靜荷載方式:也稱壓樣法，很少采用。也稱壓樣法，很少采用。 現(xiàn)場：平碾、汽胎碾現(xiàn)場：平碾、汽胎碾 靜力壓實靜力壓實 室內(nèi)：靜力壓實試驗如壓實制樣。室內(nèi)：靜力壓實試驗如壓實制樣。 準動荷載方式：這是一種使用搗固棒以比準動荷載方式：這是一種使用搗固棒以比較快的速度擠壓土，使土壓實的方法。在較快的速度擠壓土，使土壓實的方法。在機理上與實際的羊足碾很近似。機理上與實際的羊足碾很近似。 振動荷載方式：這種方法適用于礫粒土，振動荷載方式：這種方法適用于礫粒土，該方法除將擊錘用振動錘代替，試樣筒較

8、該方法除將擊錘用振動錘代替，試樣筒較大外其原理與常規(guī)標準擊實方法相同。大外其原理與常規(guī)標準擊實方法相同。 以上四種試驗方法是按施加擊實功的方以上四種試驗方法是按施加擊實功的方式來分的；如果按測定密度的方法來分，可式來分的；如果按測定密度的方法來分，可以分為以下兩種：以分為以下兩種：l定體積法：定體積法：擊實試樣的體積一定，測量土的擊實試樣的體積一定，測量土的質(zhì)量推求干密度，一般稱為定體積法。質(zhì)量推求干密度，一般稱為定體積法。l變體積法：變體積法：給定一定質(zhì)量的土樣，裝入試樣給定一定質(zhì)量的土樣，裝入試樣筒，在擊實過程中，測定擊實試樣的體積推筒，在擊實過程中，測定擊實試樣的體積推求干密度，一般稱為

9、變體積法。求干密度，一般稱為變體積法。 目前，世界各國制定的標準擊實方法是目前，世界各國制定的標準擊實方法是屬于在試樣面上直接施加沖擊荷載，用定屬于在試樣面上直接施加沖擊荷載，用定體積法推求干密度。我國的國家標準和水體積法推求干密度。我國的國家標準和水利行業(yè)標準采用的標準擊實試驗方法屬于利行業(yè)標準采用的標準擊實試驗方法屬于在試樣面上直接施加沖擊荷載，用定體積在試樣面上直接施加沖擊荷載，用定體積法推求干密度。法推求干密度。1.1.3 擊實曲線l由擊實曲線可以看到：由擊實曲線可以看到：l 在低含水率時，干密度隨含水率增加在低含水率時，干密度隨含水率增加而增加，當干密度達到某一最大值后，而增加，當干

10、密度達到某一最大值后，含水率增加干密度反而減小。這一干密含水率增加干密度反而減小。這一干密度的最大值稱為最大干密度，相應的含度的最大值稱為最大干密度，相應的含水率稱為最優(yōu)含水率。水率稱為最優(yōu)含水率。1、壓實理論、壓實理論 水膜潤滑理論水膜潤滑理論 粘性土在低含水率時，土顆粒周圍水膜薄，粘性土在低含水率時，土顆粒周圍水膜薄，表面張力形成的毛管壓力大，土顆粒間摩阻力表面張力形成的毛管壓力大，土顆粒間摩阻力高，土粒相互移動困難，故壓實干密度低，土高，土粒相互移動困難，故壓實干密度低，土粒呈絮凝結(jié)構；逐漸增加含水量，土顆粒周圍粒呈絮凝結(jié)構；逐漸增加含水量，土顆粒周圍水膜變厚，水膜對土顆粒的潤滑作用逐漸

11、加大，水膜變厚，水膜對土顆粒的潤滑作用逐漸加大，表面摩阻力隨之減小，壓實干密度增大。當含表面摩阻力隨之減小，壓實干密度增大。當含水率增大到某一值時，干密度達最大。但當含水率增大到某一值時，干密度達最大。但當含水率超過最優(yōu)含水率后，土中氣體被水包圍處水率超過最優(yōu)含水率后，土中氣體被水包圍處于封閉狀態(tài)，不易排出，如再增加含水率，由于封閉狀態(tài)，不易排出，如再增加含水率，由于土中的自由水增多，抵消了部分壓實的能量，于土中的自由水增多，抵消了部分壓實的能量，土的干密度反而降低，此時，土粒呈分散結(jié)構。土的干密度反而降低，此時，土粒呈分散結(jié)構。（見圖）（見圖）l 粘滯水理論粘滯水理論 擊實曲線反映出在土中加

12、水的四個階段，擊實曲線反映出在土中加水的四個階段，即結(jié)合、潤滑、膨脹和飽和。即結(jié)合、潤滑、膨脹和飽和。含水率干密度結(jié)合潤滑膨脹飽和飽和線結(jié)合結(jié)合：土粒周圍由薄的水膜包圍，這種：土粒周圍由薄的水膜包圍，這種 水具有高的粘滯性，能承受一定的剪應力，水具有高的粘滯性，能承受一定的剪應力，干密度低；干密度低；潤滑潤滑：增加水量使水膜變厚，土粒潤滑，：增加水量使水膜變厚，土粒潤滑，擊實時土粒更容易聚集到一起，隨著水量擊實時土粒更容易聚集到一起，隨著水量增加，更多的空氣從土中排出，一直到水增加，更多的空氣從土中排出，一直到水中只含有微小的封閉氣泡，這種最大的含中只含有微小的封閉氣泡，這種最大的含水率稱為潤

13、滑界限；水率稱為潤滑界限；膨脹膨脹：含水率超過了潤滑界限，將引起土：含水率超過了潤滑界限，將引起土體膨脹，多余的水使土粒分離，因而，干體膨脹，多余的水使土粒分離，因而，干密度降低；密度降低；飽和飽和：土體飽和，封閉氣泡所占的孔隙全：土體飽和，封閉氣泡所占的孔隙全部由水代替，干密度進一步降低。部由水代替，干密度進一步降低。l 孔隙水壓力理論孔隙水壓力理論 認為，土體在飽和度大于認為，土體在飽和度大于25%以后，土以后，土體中的水呈現(xiàn)為連續(xù)包圍土粒的水膜體中的水呈現(xiàn)為連續(xù)包圍土粒的水膜 ，并形成曲率很大的彎液面，由于曲率大并形成曲率很大的彎液面，由于曲率大的彎液面表面張力大，產(chǎn)生了很高的摩的彎液面

14、表面張力大，產(chǎn)生了很高的摩阻力，抵消了壓實效應，土體難于壓實，阻力，抵消了壓實效應，土體難于壓實，此時孔隙大，空氣能迅速排出，如在土此時孔隙大，空氣能迅速排出，如在土中增加含水率，彎液面消失，土就會被中增加含水率，彎液面消失，土就會被壓實，密度就能增加到最大值；但當含壓實，密度就能增加到最大值；但當含水率超過了最佳值后，隨著水量的增加，水率超過了最佳值后，隨著水量的增加，空氣被封閉于土中，產(chǎn)生孔隙氣壓力，空氣被封閉于土中，產(chǎn)生孔隙氣壓力，從而減小了壓實效應，使干密度減小。從而減小了壓實效應，使干密度減小。l 表面物理化學理論表面物理化學理論 認為，在低含水率時，土顆粒周圍形成的認為，在低含水率

15、時，土顆粒周圍形成的雙電層很薄，顆粒間的吸力占優(yōu)勢，土趨于雙電層很薄，顆粒間的吸力占優(yōu)勢，土趨于形成絨狀結(jié)構，當含水率增加時，雙電層變形成絨狀結(jié)構，當含水率增加時，雙電層變厚，顆粒之間斥力增加，同時所增加的水使厚，顆粒之間斥力增加，同時所增加的水使土的強度減弱，土粒之間易于滑動，導致分土的強度減弱，土粒之間易于滑動，導致分散或顆粒定向程度增加，在這個條件下，顆散或顆粒定向程度增加，在這個條件下，顆粒相互移動只需要較小的擊實功。更高的含粒相互移動只需要較小的擊實功。更高的含水率使雙電層加厚，阻止土粒進一步靠攏，水率使雙電層加厚，阻止土粒進一步靠攏，就不可能產(chǎn)生更大的壓實。就不可能產(chǎn)生更大的壓實。

16、l2、氣體所占孔隙為零的曲線（飽和度為、氣體所占孔隙為零的曲線（飽和度為100%）l 取出一個非飽和土的單元土體，求出取出一個非飽和土的單元土體，求出當土中氣體體積為零時的干密度和含水當土中氣體體積為零時的干密度和含水率的關系曲線。如圖所示模型；率的關系曲線。如圖所示模型；l設土體中土粒體積為設土體中土粒體積為1，l l 土粒水空氣 1+ abvaVwVs1d = 1/Gs +/100 1l1.2 擊實試驗的儀器和操作擊實試驗的儀器和操作l1.2.1 擊實試驗的儀器擊實試驗的儀器l 擊實試驗的儀器設備包括擊實試驗的儀器設備包括:l 擊實儀、天平、臺秤、標準篩等計量擊實儀、天平、臺秤、標準篩等計

17、量器具。器具。l 推土器、修土刀等附助設備推土器、修土刀等附助設備 l1.2 擊實試驗的儀器和操作擊實試驗的儀器和操作l1.2.1 擊實試驗的儀器擊實試驗的儀器l 擊實試驗的儀器設備包括擊實試驗的儀器設備包括:l 擊實儀、天平、臺秤、標準篩等計量擊實儀、天平、臺秤、標準篩等計量器具。器具。l 推土器、修土刀等附助設備推土器、修土刀等附助設備 1.2.2 擊實儀規(guī)格擊實儀規(guī)格方法標準方法標準容積容積cm3 內(nèi)徑內(nèi)徑mm 高度高度mm 錘底錘底直徑直徑mm 錘質(zhì)量錘質(zhì)量kg 落距落距mm 每層擊每層擊數(shù)數(shù)/層數(shù)層數(shù) 單單位體位體積擊實積擊實功功kJ/m3 國家國家標準標準 輕型輕型947.4 10

18、2 116512.530525 / 3592.2重型重型2103.9 152 116514.545756 / 52684.9水利水利標準標準 輕型輕型947.4102116512.530525 / 3592.2重型重型2103.9152116514.545756 / 52684.9普氏普氏標準標準 輕型輕型943.9101.6116.450.82.5304.825 / 3604重型重型2123.8152.4116.450.84.545756 / 52740公路公路標準標準 輕型輕型997217710015212712050502.52.530030027 / 359 / 3598.2598.2

19、重型重型997217710015212712050504.54.545045027 / 598 / 32687.02677.2l1.2.3 儀器的檢定與校驗儀器的檢定與校驗l擊實試驗采用的儀器除擊實儀外，還有天平、擊實試驗采用的儀器除擊實儀外，還有天平、臺秤、標準篩等計量器具。臺秤、標準篩等計量器具。l為了得到準確、可靠的試驗結(jié)果，必須對計為了得到準確、可靠的試驗結(jié)果，必須對計量器具進行檢定或校驗，經(jīng)檢定或校驗合格量器具進行檢定或校驗，經(jīng)檢定或校驗合格的儀器才能投入使用。其中天平、臺秤屬通的儀器才能投入使用。其中天平、臺秤屬通用計量儀器，應送法定計量檢定單位進行計用計量儀器，應送法定計量檢定單

20、位進行計量檢定；擊實儀可按量檢定；擊實儀可按SL112-95規(guī)定的方法自規(guī)定的方法自行校驗合格。行校驗合格。l1.2.4 擊實試驗的操作步驟擊實試驗的操作步驟l試樣制備：試樣制備：l 干法：規(guī)范規(guī)定，將一定量的風干土樣，干法：規(guī)范規(guī)定，將一定量的風干土樣，在橡皮板上用木碾碾碎后過在橡皮板上用木碾碾碎后過5mm篩，取篩篩，取篩下土按依次相差下土按依次相差2%含水率制備不少于含水率制備不少于5個個試樣，拌勻后裝入塑料袋或密封于盛土器試樣，拌勻后裝入塑料袋或密封于盛土器內(nèi)靜置，使土中水分充分浸潤，含水率分內(nèi)靜置，使土中水分充分浸潤，含水率分布均勻，一般靜置時間在布均勻，一般靜置時間在12h至至24h

21、。l 濕法：將一定量天然含水率土樣碾散濕法：將一定量天然含水率土樣碾散后過篩，將篩下土樣拌勻后分別風干或加后過篩，將篩下土樣拌勻后分別風干或加水到設定的含水率。制備試樣時必須注意水到設定的含水率。制備試樣時必須注意制備后的試樣含水率分布應均勻。制備后的試樣含水率分布應均勻。l1.2.5 試驗操作步驟：試驗操作步驟：l 擊實儀放在堅實地面上（這一點對于固定擊實儀放在堅實地面上（這一點對于固定試驗室在儀器放置時就應做到），在擊實筒試驗室在儀器放置時就應做到），在擊實筒內(nèi)壁和底板上涂一薄層潤滑油，各部件安裝內(nèi)壁和底板上涂一薄層潤滑油，各部件安裝好，檢查儀器是否正常，并做好記錄。好，檢查儀器是否正常，

22、并做好記錄。l l取制備好的土樣分層進行擊實。擊實過程取制備好的土樣分層進行擊實。擊實過程中應在每層擊完后測量擊后高度，以使擊中應在每層擊完后測量擊后高度，以使擊實完成后余土高度滿足規(guī)程要求；下一層實完成后余土高度滿足規(guī)程要求；下一層擊實前應對上一層面刨毛，增強層間結(jié)合。擊實前應對上一層面刨毛，增強層間結(jié)合。擊實完成后，用修土刀沿護筒壁削挖后，擊實完成后，用修土刀沿護筒壁削挖后，扭動并取下護筒，扭動并取下護筒，測量并記錄余土高度。測量并記錄余土高度。l1. 3 擊實試驗的結(jié)果整理擊實試驗的結(jié)果整理l按規(guī)程規(guī)定計算各試樣的含水率和干密度。按規(guī)程規(guī)定計算各試樣的含水率和干密度。l以干密度為縱坐標，

23、含水率為橫坐標，繪以干密度為縱坐標，含水率為橫坐標，繪制干密度與含水率的關系曲線，并同時畫出制干密度與含水率的關系曲線，并同時畫出飽和曲線。飽和曲線。 可以將試驗步驟整理成以下幾點：可以將試驗步驟整理成以下幾點： 按規(guī)定制備用于擊實的土樣；按規(guī)定制備用于擊實的土樣； 擊實開始前檢查儀器是否處于正常狀態(tài)并擊實開始前檢查儀器是否處于正常狀態(tài)并記錄；記錄； 將擊實儀置于剛性基礎上，按規(guī)程規(guī)定進將擊實儀置于剛性基礎上，按規(guī)程規(guī)定進行擊實；行擊實； 擊實完成后，卸下護筒，用直刮刀將試樣擊實完成后，卸下護筒，用直刮刀將試樣頂、底面刮平，稱其質(zhì)量，測其含水率；頂、底面刮平，稱其質(zhì)量，測其含水率； 計算濕密度

24、和干密度；計算濕密度和干密度； 對不同含水率的試樣依次進行擊實。對不同含水率的試樣依次進行擊實。 l對于擊實過程，也可以用下圖來說明其固對于擊實過程，也可以用下圖來說明其固相、液相和氣相在不同階段的比例關系。相、液相和氣相在不同階段的比例關系。l l1. 4 校正校正l 由于土料中?；祀s有大于由于土料中?；祀s有大于5mm的顆粒，的顆粒，這些顆粒的存在，對該土的最大干密度和最這些顆粒的存在，對該土的最大干密度和最優(yōu)含水率都會有影響。對于輕型擊實試驗，優(yōu)含水率都會有影響。對于輕型擊實試驗，因儀器尺寸的原因，在制備試樣時過了因儀器尺寸的原因，在制備試樣時過了5mm篩，試驗成果沒有完全反映該土的擊篩，

25、試驗成果沒有完全反映該土的擊實特性，特別當粒徑大于實特性，特別當粒徑大于5mm的顆粒含量的顆粒含量較多時，就產(chǎn)生了對試驗結(jié)果校正的問題。較多時，就產(chǎn)生了對試驗結(jié)果校正的問題。l 當大于當大于5mm的顆粒含量占土總質(zhì)量的顆粒含量占土總質(zhì)量30%時，可以采用公式進行校正。時，可以采用公式進行校正。l1. 5 擊實試驗過程的注意事項擊實試驗過程的注意事項l1、試驗儀器必須放置于堅實平整的地面上，、試驗儀器必須放置于堅實平整的地面上，應避免在具有彈性的木板上做試驗；應避免在具有彈性的木板上做試驗；l2、擊錘下落的錘擊點必須均勻分布于試樣、擊錘下落的錘擊點必須均勻分布于試樣面上，特別是采用手動擊實儀時尤

26、其應注面上，特別是采用手動擊實儀時尤其應注意；意；l3、應盡量使每層擊實的土質(zhì)量相等或相、應盡量使每層擊實的土質(zhì)量相等或相近，避免各層厚度出現(xiàn)極厚或過薄現(xiàn)象；近，避免各層厚度出現(xiàn)極厚或過薄現(xiàn)象；l4、兩個擊實層的層間結(jié)合部位必須刨毛；、兩個擊實層的層間結(jié)合部位必須刨毛；l5、卸除護筒時，應注意不要把擊實土柱、卸除護筒時，應注意不要把擊實土柱剪斷。剪斷。1. 6 擊實試驗的影響因素擊實試驗的影響因素l1、粒徑大于、粒徑大于5mm的顆粒對擊實成果的影的顆粒對擊實成果的影響；響；l擊實所用的試樣，由于儀器尺寸的限制，擊實所用的試樣，由于儀器尺寸的限制，須過須過5mm篩，但在實際填筑中，一般會包篩，但

27、在實際填筑中，一般會包含大于含大于5mm的粗顆粒。這樣，現(xiàn)場填筑的的粗顆粒。這樣，現(xiàn)場填筑的干密度與室內(nèi)擊實試驗的最大干密度間不干密度與室內(nèi)擊實試驗的最大干密度間不一致，現(xiàn)場填筑所得的密度大。如果大于一致，現(xiàn)場填筑所得的密度大。如果大于5mm的粗顆粒在總土中所占的比例不太大，的粗顆粒在總土中所占的比例不太大，可以對室內(nèi)成果進行校正，推算出原土料可以對室內(nèi)成果進行校正，推算出原土料的最大干密度和最優(yōu)含水率。的最大干密度和最優(yōu)含水率。 l2、擊實功能對擊實成果的影響；、擊實功能對擊實成果的影響；l擊實功是由擊錘重力、落高和擊次三個因擊實功是由擊錘重力、落高和擊次三個因子組成，擊實曲線的特性主要取決

28、于三因子組成，擊實曲線的特性主要取決于三因子的單位擊實功。通過對不同土類最大干子的單位擊實功。通過對不同土類最大干密度和單位擊實功關系的統(tǒng)計，得出最大密度和單位擊實功關系的統(tǒng)計，得出最大干密度與單位擊實功之間存在良好的雙曲干密度與單位擊實功之間存在良好的雙曲線特性。即土的最大干密度隨單位擊實功線特性。即土的最大干密度隨單位擊實功的增加而增大，這種現(xiàn)象在小擊實功時顯的增加而增大，這種現(xiàn)象在小擊實功時顯得尤其明顯，隨著擊實功的不斷增加，最得尤其明顯，隨著擊實功的不斷增加，最大干密度的增加變得越來越緩慢，最后趨大干密度的增加變得越來越緩慢，最后趨于一穩(wěn)定值。于一穩(wěn)定值。l3、含水率的配制方法對擊實成

29、果的影響；、含水率的配制方法對擊實成果的影響；l試驗證明，最大干密度以烘干土最大，風干試驗證明，最大干密度以烘干土最大，風干土次之，天然土最小；最優(yōu)含水率則以烘干土次之，天然土最?。蛔顑?yōu)含水率則以烘干土為最低。含水率的制備方法對某些特殊土土為最低。含水率的制備方法對某些特殊土的擊實成果影響尤其明顯。的擊實成果影響尤其明顯。l如如SL237-1999P586天生橋紅粘土擊實曲線。天生橋紅粘土擊實曲線。l l4、 余土高度對擊實成果的影響；余土高度對擊實成果的影響；l 按照規(guī)程規(guī)定的試驗方法得出的標準擊按照規(guī)程規(guī)定的試驗方法得出的標準擊實曲線，是在某一擊實功能下土的干密度實曲線，是在某一擊實功能下

30、土的干密度與含水率的關系曲線，如果擊實后沒有余與含水率的關系曲線，如果擊實后沒有余土高度，剛好達到所規(guī)定的體積，試樣所土高度，剛好達到所規(guī)定的體積，試樣所受的平均單位擊實功是相等的；如果每個受的平均單位擊實功是相等的；如果每個試樣擊實后的超高較大且不一樣，則擊實試樣擊實后的超高較大且不一樣，則擊實曲線就不是一條等功能曲線，也不是規(guī)程曲線就不是一條等功能曲線，也不是規(guī)程規(guī)定的擊實功規(guī)定的擊實功。l l5、 土層厚度對擊實成果的影響；土層厚度對擊實成果的影響；l 土層厚度主要反映在試樣筒的高度上，土層厚度主要反映在試樣筒的高度上，目前室內(nèi)擊實試驗除公路土工試驗規(guī)程略目前室內(nèi)擊實試驗除公路土工試驗規(guī)

31、程略有區(qū)別外，試樣筒的高度基本相同。有區(qū)別外，試樣筒的高度基本相同。l6、其他影響因素（重復用土、有機質(zhì)等）、其他影響因素（重復用土、有機質(zhì)等）l 重復用土后，由于反復擊實容易使土顆重復用土后，由于反復擊實容易使土顆粒破碎，改變土的級配，影響擊實成果，粒破碎，改變土的級配，影響擊實成果，特別是易碎土。所以，國內(nèi)外的標準均規(guī)特別是易碎土。所以，國內(nèi)外的標準均規(guī)定，一般不重復使用試樣土。定，一般不重復使用試樣土。l 有機質(zhì)的存在對土的擊實效果起著不良有機質(zhì)的存在對土的擊實效果起著不良的作用，有機質(zhì)越多，最大干密度越小。的作用，有機質(zhì)越多，最大干密度越小。l1. 7 各種土類的擊實性質(zhì)各種土類的擊實

32、性質(zhì)l由于擊實，增加了土的密度，大大改善了由于擊實，增加了土的密度，大大改善了土的工程性質(zhì)，如：土的工程性質(zhì)，如：l滲透性滲透性：降低，減少了吸水軟化的趨勢，：降低，減少了吸水軟化的趨勢，降低受凍的敏感性。降低受凍的敏感性。l壓縮性壓縮性：壓縮性減小，可減少在靜荷載作：壓縮性減小，可減少在靜荷載作用下的沉降。用下的沉降。l強度強度：提高，可增加土體的穩(wěn)定性：提高，可增加土體的穩(wěn)定性。l 2.1概述概述l 施工及填土質(zhì)量控制的依據(jù)是施工及填土質(zhì)量控制的依據(jù)是:工程設工程設計、施工技術要求、設計圖和有關的技術計、施工技術要求、設計圖和有關的技術規(guī)程、規(guī)范。規(guī)程、規(guī)范。 l一類質(zhì)量控制為按質(zhì)檢查，以

33、是否符合設一類質(zhì)量控制為按質(zhì)檢查，以是否符合設計技術要求為評定標準；計技術要求為評定標準；l 一類質(zhì)量控制為按量檢查，如填筑壓實的一類質(zhì)量控制為按量檢查，如填筑壓實的土料含水率和密度等。土料含水率和密度等。l經(jīng)過綜合考慮，確定合理的質(zhì)量標準經(jīng)過綜合考慮，確定合理的質(zhì)量標準是質(zhì)量控制的關鍵。質(zhì)量標準偏低，必定是質(zhì)量控制的關鍵。質(zhì)量標準偏低，必定使工程存在隱患；如標準偏高，實際施工使工程存在隱患；如標準偏高，實際施工很難達到，也會出現(xiàn)質(zhì)量問題，因此，應很難達到，也會出現(xiàn)質(zhì)量問題，因此，應通過試驗確定合理的質(zhì)量標準。通過試驗確定合理的質(zhì)量標準。 如：如：堤防工程施工質(zhì)量評定與驗堤防工程施工質(zhì)量評定與

34、驗收規(guī)程收規(guī)程 3.2.1規(guī)定規(guī)定：土料碾壓筑堤應符合以下要求：土料碾壓筑堤應符合以下要求： 1、上堤土料的土質(zhì)及其含水率應符合設、上堤土料的土質(zhì)及其含水率應符合設計和碾壓試驗確定的要求。計和碾壓試驗確定的要求。 5、土料的壓實指標應根據(jù)試驗成果和、土料的壓實指標應根據(jù)試驗成果和GB50286-98堤防工程設計規(guī)范堤防工程設計規(guī)范的設的設計壓實度要求，確定設計干密度值進行計壓實度要求，確定設計干密度值進行控制；砂料和砂礫料的壓實指標按設計控制；砂料和砂礫料的壓實指標按設計相對密度值控制。相對密度值控制。l粘性土粘性土壓實度、壓實干密度壓實度、壓實干密度l無粘性土無粘性土相對密度相對密度l壓實干

35、密度為控制指標壓實干密度為控制指標l 填土壓實的填筑標準應考慮填土壓實后填土壓實的填筑標準應考慮填土壓實后的力學性質(zhì)和工程性質(zhì)，工程重要性和規(guī)的力學性質(zhì)和工程性質(zhì)，工程重要性和規(guī)模的大小，以及壓實機械可能達到的壓實模的大小，以及壓實機械可能達到的壓實程度等。粘性土一般要求達到或稍低于標程度等。粘性土一般要求達到或稍低于標準擊實的最大干密度。準擊實的最大干密度。l沒有考慮土的不均勻性沒有考慮土的不均勻性l 由于土的形成方式及組成材料的多樣由于土的形成方式及組成材料的多樣性，土成為一種很不均勻的材料，因此性，土成為一種很不均勻的材料，因此土的壓實性變化很大，有時，在不大范土的壓實性變化很大，有時，

36、在不大范圍內(nèi)的二個料場內(nèi)，雖然土的粒徑和級圍內(nèi)的二個料場內(nèi)，雖然土的粒徑和級配變化甚微，但其最大干密度和最優(yōu)含配變化甚微，但其最大干密度和最優(yōu)含水率變化卻很大。水率變化卻很大。l 沒有考慮土料壓實性變化沒有考慮土料壓實性變化l 干密度控制是根據(jù)擊實試驗成果，用干密度控制是根據(jù)擊實試驗成果，用統(tǒng)計的最大干密度平均值乘以設計規(guī)定統(tǒng)計的最大干密度平均值乘以設計規(guī)定的壓實度，即得填土壓實干密度控制的的壓實度，即得填土壓實干密度控制的下限值。這樣對于壓實性好的土料就會下限值。這樣對于壓實性好的土料就會大大超壓，對于壓實性差的土料，則壓大大超壓，對于壓實性差的土料，則壓不到要求的干密度值，必須補壓，有時不

37、到要求的干密度值，必須補壓，有時甚至補壓也達不到要求。甚至補壓也達不到要求。 現(xiàn)場施工過程中對上堤土料的含水現(xiàn)場施工過程中對上堤土料的含水率也應加以控制。對于擊實試驗所得的率也應加以控制。對于擊實試驗所得的含水率、干密度關系曲線的形狀是陡還含水率、干密度關系曲線的形狀是陡還是緩。特別在干的一側(cè)的曲線較陡時，是緩。特別在干的一側(cè)的曲線較陡時，在現(xiàn)場碾壓時需要仔細控制含水率，如在現(xiàn)場碾壓時需要仔細控制含水率，如過干，就需要用過多的壓實功；如過分過干，就需要用過多的壓實功；如過分潮濕，就不穩(wěn)定，容易形成潮濕，就不穩(wěn)定，容易形成“彈簧土彈簧土”。 壓實度為控制指標壓實度為控制指標 以前，一些工程直接用

38、干密度作為質(zhì)以前，一些工程直接用干密度作為質(zhì)量控制指標，由于土壓實性的變異性，現(xiàn)量控制指標，由于土壓實性的變異性，現(xiàn)在多數(shù)工程采用壓實度這個相對指標作為在多數(shù)工程采用壓實度這個相對指標作為質(zhì)量控制指標。干密度控制不考慮土料壓質(zhì)量控制指標。干密度控制不考慮土料壓實性的變化，而采用壓實度作為控制指標實性的變化，而采用壓實度作為控制指標就考慮了土料壓實性的變化，壓實度標準就考慮了土料壓實性的變化，壓實度標準不變，隨土料壓實性變化即隨最大干密度不變，隨土料壓實性變化即隨最大干密度值大小不同而變化，要求達到的壓實干密值大小不同而變化，要求達到的壓實干密度不同。根據(jù)填土實際最大干密度乘以設度不同。根據(jù)填土

39、實際最大干密度乘以設計規(guī)定的壓實度求得填土壓實干密度控制計規(guī)定的壓實度求得填土壓實干密度控制值。值。l 壓實度控制考慮了土料壓實性變化，壓實度控制考慮了土料壓實性變化，壓實度相同代表所需壓實有效功能相等。壓實度相同代表所需壓實有效功能相等。這樣，只要含水率在要求的范圍內(nèi)，施這樣，只要含水率在要求的范圍內(nèi)，施工時，有可能選用同一種碾壓參數(shù)，避工時，有可能選用同一種碾壓參數(shù)，避免不必要的超壓和補壓現(xiàn)象。免不必要的超壓和補壓現(xiàn)象。l 但采用壓實度控制，必須已知該土的但采用壓實度控制，必須已知該土的最大干密度，因此必須作擊實試驗。最大干密度，因此必須作擊實試驗。 1、填土壓實質(zhì)量檢測項目、填土壓實質(zhì)量

40、檢測項目l快速含水率檢測快速含水率檢測酒精燃燒法、電爐酒精燃燒法、電爐炒干法、紅外線燈泡烘干法、放射性同炒干法、紅外線燈泡烘干法、放射性同位素測含水率等。位素測含水率等。l原位密度檢測原位密度檢測環(huán)刀法、灌砂法、灌環(huán)刀法、灌砂法、灌水法、放射性同位素法等。水法、放射性同位素法等。l現(xiàn)場碾壓試驗?，F(xiàn)場碾壓試驗。 含水率含水率應采用烘干法，并以此校正壓實干密應采用烘干法，并以此校正壓實干密度（在統(tǒng)計合格率時，應以校正后的干密度為度（在統(tǒng)計合格率時，應以校正后的干密度為準）?，F(xiàn)場往往采用快速法測定含水率，快速測準）?，F(xiàn)場往往采用快速法測定含水率，快速測定含水率的方法有酒精燃燒法、紅外線烘干法、定含水

41、率的方法有酒精燃燒法、紅外線烘干法、電爐烤干法和微波含水率測定法等。電爐烤干法和微波含水率測定法等。 酒精燃燒法、紅外線烘干法多用于粘性土；酒精燃燒法、紅外線烘干法多用于粘性土； 微波含水率測定法適用于土粒徑微波含水率測定法適用于土粒徑0.5mm，含，含水率為水率為030%的粘性土，電爐烤干法適用于礫質(zhì)的粘性土，電爐烤干法適用于礫質(zhì)土。土。l環(huán)刀法環(huán)刀法采用容積不小于采用容積不小于100cm3的環(huán)刀測的環(huán)刀測定，方法與室內(nèi)試驗類似。一般需配置定，方法與室內(nèi)試驗類似。一般需配置6-12個。個。 堤防工程施工規(guī)范堤防工程施工規(guī)范 10.4.1之之3規(guī)定：壓實規(guī)定：壓實質(zhì)量檢測的環(huán)刀容積：對細粒土，

42、不宜小于質(zhì)量檢測的環(huán)刀容積：對細粒土，不宜小于100cm3（內(nèi)徑（內(nèi)徑50mm）；對礫質(zhì)土和砂礫料，）；對礫質(zhì)土和砂礫料，不宜小于不宜小于200cm3（內(nèi)徑（內(nèi)徑70mm）。含礫量多環(huán)）。含礫量多環(huán)刀不能取樣時，應采用灌砂法或灌水法測試。刀不能取樣時，應采用灌砂法或灌水法測試。 若采用若采用土工試驗方法標準土工試驗方法標準規(guī)定方法以外規(guī)定方法以外的新測試技術時，應有專門論證資料，經(jīng)質(zhì)監(jiān)的新測試技術時，應有專門論證資料，經(jīng)質(zhì)監(jiān)部門批準后實施。部門批準后實施。l灌砂法：（分為用套環(huán)和不用套環(huán)兩種）灌砂法：（分為用套環(huán)和不用套環(huán)兩種） （不用套環(huán)時）（不用套環(huán)時）在試驗地點，將面積約在試驗地點，將面

43、積約40cm40cm的一塊地面鏟平，在檢查填土的一塊地面鏟平，在檢查填土壓實密度時，應將表面未壓實的土層清除掉，壓實密度時，應將表面未壓實的土層清除掉，并將壓實土層鏟去一部分（其深度視需要而并將壓實土層鏟去一部分（其深度視需要而定），使試坑底能達到規(guī)定的深度。定），使試坑底能達到規(guī)定的深度。 在刮平的地面上按規(guī)定的尺寸挖試坑。在刮平的地面上按規(guī)定的尺寸挖試坑。挖坑時應將已松動的試樣全部取出，放入盛挖坑時應將已松動的試樣全部取出，放入盛試樣的容器內(nèi)，將蓋蓋好，稱容器加試樣的試樣的容器內(nèi)，將蓋蓋好，稱容器加試樣的質(zhì)量，并取代表性試樣測定含水率。質(zhì)量，并取代表性試樣測定含水率。 稱盛量砂容器加量砂質(zhì)

44、量，在試坑上放置防稱盛量砂容器加量砂質(zhì)量，在試坑上放置防風筒和漏斗，將量砂經(jīng)漏斗灌入試坑內(nèi)，量風筒和漏斗，將量砂經(jīng)漏斗灌入試坑內(nèi)，量砂下落速度應大致相等，直至灌滿試坑。試砂下落速度應大致相等，直至灌滿試坑。試坑灌滿量砂后，去掉漏斗和防風筒，用直尺坑灌滿量砂后，去掉漏斗和防風筒，用直尺刮平量砂表面，使與原地面齊平，將多余的刮平量砂表面，使與原地面齊平，將多余的量砂倒回量砂容器，稱量砂容器加剩余量砂量砂倒回量砂容器，稱量砂容器加剩余量砂質(zhì)量。質(zhì)量。 按規(guī)程公式計算濕密度和干密度。按規(guī)程公式計算濕密度和干密度。l灌水法：灌水法：與灌砂法類似。是在挖好的試與灌砂法類似。是在挖好的試坑內(nèi)，先鋪一層或兩層

45、厚坑內(nèi)，先鋪一層或兩層厚0.1mm塑料薄膜塑料薄膜,然后向試坑內(nèi)灌滿水然后向試坑內(nèi)灌滿水,量測試坑體積，推算量測試坑體積，推算土的密度。其試驗要點如下：土的密度。其試驗要點如下： 在試驗地點，整平地面，面積要大于在試驗地點，整平地面，面積要大于套環(huán)面積。套環(huán)面積。 按確定的試坑直徑劃出坑口輪廓線，按確定的試坑直徑劃出坑口輪廓線，在輪廓線內(nèi)下挖至要求的深度。將坑內(nèi)的在輪廓線內(nèi)下挖至要求的深度。將坑內(nèi)的試樣裝入盛土容器內(nèi)。稱試樣質(zhì)量。測定試樣裝入盛土容器內(nèi)。稱試樣質(zhì)量。測定含水率。含水率。 試坑挖好后，放上相應的套環(huán)，并用試坑挖好后，放上相應的套環(huán)，并用水準尺找平，將大于試坑容積的塑料薄膜水準尺找

46、平，將大于試坑容積的塑料薄膜沿坑底、坑壁緊密相貼。沿坑底、坑壁緊密相貼。 記錄儲水筒內(nèi)初始水位高度，打開儲記錄儲水筒內(nèi)初始水位高度，打開儲水筒內(nèi)注水開關，將水緩慢注入塑料薄膜水筒內(nèi)注水開關，將水緩慢注入塑料薄膜中。當水面接近套環(huán)上邊緣時，將水流調(diào)中。當水面接近套環(huán)上邊緣時，將水流調(diào)小，直至水面與套環(huán)上邊緣齊平時關注水小，直至水面與套環(huán)上邊緣齊平時關注水開關，不應使套環(huán)內(nèi)的水溢出，持續(xù)開關，不應使套環(huán)內(nèi)的水溢出，持續(xù)3 35min5min，記錄儲水筒內(nèi)水位高度。，記錄儲水筒內(nèi)水位高度。 按規(guī)定公式計算濕密度和干密度。按規(guī)定公式計算濕密度和干密度。 灌水法試驗比較簡單，但由于塑料薄灌水法試驗比較簡

47、單，但由于塑料薄膜順從性較差，鋪設時若不注意，可能膜順從性較差，鋪設時若不注意，可能會產(chǎn)生塑料薄膜與坑壁脫空，使測量的會產(chǎn)生塑料薄膜與坑壁脫空，使測量的試坑體積偏小，導致密度變大。試坑體積偏小，導致密度變大。 l 核子射線法：此種測試方法的原理是，核子射線法：此種測試方法的原理是，利用放射性物質(zhì)中的高速中子和土體中氫利用放射性物質(zhì)中的高速中子和土體中氫原子撞擊損失能量來測定土中體積含水量；原子撞擊損失能量來測定土中體積含水量；利用利用-射線通過土中時與土顆粒的原子沖擊射線通過土中時與土顆粒的原子沖擊散射的特性，測定到達土中的散射的特性，測定到達土中的-射線計數(shù)來射線計數(shù)來換算土的密度。核子水分

48、密度儀操作時應換算土的密度。核子水分密度儀操作時應注意：注意：l 儀器開機后應預熱儀器開機后應預熱1015分鐘，否則，測分鐘，否則，測量結(jié)果可能會出現(xiàn)較大的誤差；每次測試前量結(jié)果可能會出現(xiàn)較大的誤差；每次測試前應在標準塊上檢查其儀器儲存的標準計數(shù)；應在標準塊上檢查其儀器儲存的標準計數(shù)；所測試的地面應鏟平，以保證儀器底部與地所測試的地面應鏟平，以保證儀器底部與地面有良好的接觸；測量時應保證源桿插入測面有良好的接觸；測量時應保證源桿插入測孔既定深度，并根據(jù)測量要求規(guī)定測量時間。孔既定深度，并根據(jù)測量要求規(guī)定測量時間。試驗目的試驗目的l 核實上堤土料設計標準的合理性核實上堤土料設計標準的合理性l 選

49、擇碾壓機械的類型選擇碾壓機械的類型l 選擇相應的施工碾壓參數(shù)選擇相應的施工碾壓參數(shù)l 研究填筑施工工藝與措施研究填筑施工工藝與措施碾壓試驗的基本原理、方法和參數(shù)組碾壓試驗的基本原理、方法和參數(shù)組合合l 試驗前需進行試驗設計，根據(jù)理論計算并試驗前需進行試驗設計，根據(jù)理論計算并結(jié)合工程經(jīng)驗，先初步選定幾種碾壓設備和結(jié)合工程經(jīng)驗，先初步選定幾種碾壓設備和擬定若干個碾壓參數(shù)，并采用逐步收斂法固擬定若干個碾壓參數(shù)，并采用逐步收斂法固定其它參數(shù)，變動一個參數(shù)，通過試驗得出定其它參數(shù)，變動一個參數(shù)，通過試驗得出該參數(shù)的最優(yōu)值，固定此最優(yōu)參數(shù)和其它參該參數(shù)的最優(yōu)值，固定此最優(yōu)參數(shù)和其它參數(shù)，變動另一個參數(shù)，用

50、試驗求得第二個參數(shù)，變動另一個參數(shù)，用試驗求得第二個參數(shù)。依此類推，使每個參數(shù)通過試驗求得最數(shù)。依此類推，使每個參數(shù)通過試驗求得最優(yōu)值，最后用全部最優(yōu)參數(shù)值再進行一次復優(yōu)值，最后用全部最優(yōu)參數(shù)值再進行一次復核試驗，若結(jié)果滿足設計、施工要求，即可核試驗，若結(jié)果滿足設計、施工要求，即可定為施工碾壓參數(shù)。定為施工碾壓參數(shù)。碾壓試驗要點碾壓試驗要點l試驗前，應先對料場進行調(diào)查，并進行土料的物理力學試驗，試驗前，應先對料場進行調(diào)查，并進行土料的物理力學試驗，根據(jù)物理力學指標選擇代表性土料進行試驗。根據(jù)物理力學指標選擇代表性土料進行試驗?，F(xiàn)場描述碾壓試驗壓實土體結(jié)構破壞狀態(tài)粘性土：粘碾、彈簧土、龜裂、上下

51、土層結(jié)合情況砂礫料、堆石：壓碎及架空情況取樣試驗試驗場地布置試驗步驟鋪土厚度（松土層和壓實后）、干密度、含水率（壓實后）（10 x20）m2（砂礫料）、（6x10） m2（粘性土）(1.5-2.0)m x (1.5-2.0)m的方格網(wǎng)、網(wǎng)點即為測點整平、壓實地基、測量起始高程；按預先設計的鋪土厚度和其它碾壓參數(shù)進行碾壓l成果整理成果整理l（1）對粘性土、礫質(zhì)土，應繪制干密度、）對粘性土、礫質(zhì)土，應繪制干密度、含水率與碾壓遍數(shù)、鋪土厚度等關系曲線；含水率與碾壓遍數(shù)、鋪土厚度等關系曲線；l（2）對礫質(zhì)土還應繪制礫石含量與壓實干）對礫質(zhì)土還應繪制礫石含量與壓實干密度的關系曲線；密度的關系曲線；l（3）繪制最優(yōu)參數(shù)值的干密度、含水率的）繪制最優(yōu)參數(shù)值的干密度、含水率的頻率分布曲線與累積頻率曲線，以確定設計頻率分布曲線與累積頻率曲線，以確定設計干密度合格率。干密度合格率。l根據(jù)以上成果并結(jié)合工程具體條件，提出根據(jù)以上成果并結(jié)合工程具體條件，提出試驗報告：試驗報告：l設計標準的合理性。設計標準的合理性。l粘性土的最大干密度、最優(yōu)含水率及控粘性土的最大干密度、最優(yōu)含水率及控制范圍，并與室內(nèi)擊實試驗成果比較，分制范圍，并與室內(nèi)擊實試驗成果比較，分析其合理性及壓實度標準。析其合理性及壓實度標準。l提供施工參數(shù)：鋪土厚度、碾