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文檔簡介
公路土工試驗(yàn)規(guī)程
(JTGE40-2007)公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)07規(guī)范修訂的主要內(nèi)容增加了“術(shù)語、符號”一章。對各章內(nèi)容及條文說明進(jìn)行了局部修改和有效性確認(rèn)土的工程分類中,對塑性圖進(jìn)行了部分調(diào)整將“含水量”名稱修改為“含水率”,刪除了“碳化鈣氣壓法”比重試驗(yàn)增加了浮力法顆粒分析試驗(yàn)增加了對密度計法的“刻度及彎月面的校正”依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)界限含水率試驗(yàn)增加了76g錐入土17mm的液限試驗(yàn)方法和液限碟式儀試驗(yàn)方法滲透試驗(yàn)修訂了變水頭滲透試驗(yàn)方法公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)規(guī)定了擊實(shí)試驗(yàn)的土類和擊實(shí)筒的匹配以及擊實(shí)功能。增加了標(biāo)準(zhǔn)吸濕含水率試驗(yàn)方法黃土濕陷試驗(yàn)方法中增加了自重濕陷系數(shù)試驗(yàn)、溶濾變形系數(shù)試驗(yàn)和濕陷起始壓力試驗(yàn)增加了凍土密度試驗(yàn)、凍結(jié)溫度試驗(yàn)、凍土導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)、未凍含水率試驗(yàn)、凍脹率試驗(yàn)和凍土融化壓縮試驗(yàn)的凍土類試驗(yàn)方法增加了濕化試驗(yàn)方法在土的直接剪切試驗(yàn)中增加了排水反復(fù)直接剪切試驗(yàn)方法在細(xì)粒土三軸壓縮試驗(yàn)的固結(jié)不排水試驗(yàn)中,增加了固結(jié)后的土樣幾何尺寸計算方法;增加了“一個試樣多級加荷三軸壓縮試驗(yàn)”增加了粗粒土直接剪切試驗(yàn)公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)3.土的工程分類在土分類總體系中,“特殊土”增加了“凍土”一項對粗粒土和細(xì)粒土的分類進(jìn)行了較大修正細(xì)化了鹽漬土工程分類,新增了凍土工程分類公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)3.2巨粒土分類
93規(guī)程:
在07規(guī)程中,將“漂石粒>50%”改為“漂石粒>卵石粒”,將“漂石?!?0%”改為“漂石?!苈咽!?。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)3.3粗粒土分類93規(guī)程:試樣中粗粒組質(zhì)量多于總質(zhì)量50%的土稱粗粒土。
07規(guī)程:試樣中巨粒組土粒質(zhì)量少于或等于總質(zhì)量的15%,且巨粒組土粒與粗粒組土粒質(zhì)量之和多于總土質(zhì)量50%的土稱粗粒土。93規(guī)程:粗粒土中礫粒組質(zhì)量少于或等于總質(zhì)量50%的土稱砂類土。
07規(guī)程:粗粒土中礫粒組質(zhì)量少于或等于砂粒組質(zhì)量的土稱砂類土。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)3.4細(xì)粒土分類細(xì)粒土劃分規(guī)定93規(guī)程:(1)細(xì)粒土中粗粒組質(zhì)量少于總質(zhì)量25%的土稱細(xì)粒土。(2)細(xì)粒土中粗粒組質(zhì)量為總質(zhì)量25%~50%的土稱含粗粒的細(xì)粒土。(3)含有機(jī)質(zhì)的細(xì)粒土稱有機(jī)質(zhì)土。07規(guī)程:(1)細(xì)粒土中粗粒組質(zhì)量少于或等于總質(zhì)量25%的土稱粉質(zhì)土或黏質(zhì)土。(2)細(xì)粒土中粗粒組質(zhì)量為總質(zhì)量25%~50%(含50%)的土稱含粗粒的粉質(zhì)土或含粗粒的黏質(zhì)土。(3)試樣中有機(jī)質(zhì)含量多于或等于總質(zhì)量的5%,且少于總質(zhì)量的10%的土稱有機(jī)質(zhì)土。試樣中有機(jī)質(zhì)含量多于或等于10%的土稱有機(jī)土。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)塑性圖:
93規(guī)程塑性圖在07規(guī)程中,上橫虛線為Ip=7,下橫虛線為Ip=4.公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)3.特殊土分類
07規(guī)程對鹽漬土的分類進(jìn)行了細(xì)分,并增加了凍土分類標(biāo)準(zhǔn)。鹽漬土工程分類
土層中平均總cl-/so4-鹽量(質(zhì)量%)比值名稱氯鹽漬土>2.0亞氯鹽漬土1.0~2.0亞硫酸鹽漬土0.3~1.0硫酸鹽漬土<0.3弱鹽漬土0.3~1.50.3~1.00.3~0.80.3~0.5中鹽漬土1.5~5.01.0~4.00.8~2.00.5~1.5強(qiáng)鹽漬土5.0~8.04.0~7.02.0~5.01.5~4.0過鹽漬土>8.0>7.0>5.0>4.0公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)凍土按凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)時間分類類型持續(xù)時間t(年)地面溫度(℃)特征凍融特征多年凍土t≥2年平均地面溫度≤0季節(jié)融化隔年凍土2>t≥1最低月平均地面溫度≤0季節(jié)凍結(jié)季節(jié)凍土T<1最低月平均地面溫度≤0季節(jié)凍結(jié)公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)條文說明鑒于國標(biāo)《土的分類標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ145-90)的最新修訂報批稿采用了質(zhì)量為76g、錐角為30°、入土深度為17mm的液限標(biāo)準(zhǔn)wL和wL10,wL與碟式儀液限時的不排水強(qiáng)度等效,為此,07規(guī)程中測定土的液限采用碟式儀或相當(dāng)于76g錐入土深度17mm的方法??紤]到100g錐入土深度20mm是公路交通系統(tǒng)的研究成果,且該兩種方法的試驗(yàn)結(jié)果等效,本次修訂將兩種方法同時列出,均可采用塑性圖進(jìn)行分類。仍將93規(guī)程中的原老土名與現(xiàn)分類土名對照表列出,便于大致對照。從表中可以看出,一個老土名可能出現(xiàn)兩個新土名,表明老分類法的不合理性。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)新老土名對照表老土組老土名顆粒組成砂粒黏粒(2~0.074)(<0.002)塑性指數(shù)Ip液限(%)wl新土名土名代號砂粒含量(%)砂土砂土>800~3
砂含細(xì)粒土砂SSF砂性土粉質(zhì)砂土粗亞砂土細(xì)亞砂土50~80>50粗砂0~3多于細(xì)砂3~10>50細(xì)砂3~10多于粗砂細(xì)粒土粉土質(zhì)砂質(zhì)砂SM粉性土粉質(zhì)亞砂土粉土粉質(zhì)輕亞黏土粉質(zhì)重亞黏土20~500~10<200~10<4510~20<4020~30>2>2>10>18<50<50
含砂低液限粉土粉低液限粉土質(zhì)含砂低液限粉土土低液限黏土MLSMLMLSCL>25黏性土輕亞黏土重亞黏土輕黏土重黏土>4510~20>4020~30<7030~50<45>50>10>18>26>50<50>50
黏土質(zhì)砂黏含砂低液限黏土質(zhì)高液限黏土質(zhì)砂土含砂高液限黏土高液限黏土
SCCLSSCHCHSCH>50>25>50>25公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)利用塑性圖進(jìn)行細(xì)粒土分類時,土類劃分界限是按國際上廣泛應(yīng)用的碟式液限儀的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和我國以往長期采用的按塑性指數(shù)IP分類的標(biāo)準(zhǔn)確定的。塑性圖中IP=7和IP=4兩條橫虛線之間的區(qū)域過渡區(qū),可能由低液限粉土ML過渡為低液限黏土CL。93規(guī)程塑性圖中采用的IP=10和IP=6兩條橫虛線是按理論液限值推算出來的。根據(jù)國內(nèi)外各行業(yè)通常的習(xí)慣,凍土按凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)時間分類,可分為多年凍土(簡稱“永凍土”)、隔年凍土和季節(jié)凍土(簡稱“季凍土”)。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)5.土的含水率試驗(yàn)(修正)T0103-1993烘干法93規(guī)程:
對含有機(jī)質(zhì)超過5%的土,應(yīng)將溫度控制在65-70℃的恒溫下烘干。07規(guī)程:
對含有機(jī)質(zhì)超過5%的土或含石膏的土,應(yīng)將溫度控制在60-70℃的恒溫下,干燥12-15h為好。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)條文說明某些含有石膏的土在烘干時會損失其結(jié)晶水,用此測定其含水率有影響。每1%的石膏對含水率的影響約為0.2%。如果土中有石膏,則試樣應(yīng)該在不超過80℃的溫度下烘干,并可能要烘干更長的時間。鑒于碳化鈣氣壓法目前已很少使用,市場上已不多見。過去引用該方法主要是考慮邊遠(yuǎn)地區(qū)電力供應(yīng)困難,現(xiàn)場工作條件較差等問題,無法開展正常的含水率試驗(yàn)等工等?,F(xiàn)在用酒精燃燒法完全可以替代該方法,且酒精資源豐富,更具備現(xiàn)場試驗(yàn)條件。因此,此次修訂取消了碳化鈣氣壓法作為含水率的試驗(yàn)方法。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)7.土的比重試驗(yàn)07規(guī)程新增了T0169-2007浮力法目的和適用范圍目的是測定土顆粒的比重。適用于粒徑大于或等于5mm的土,且其中粒徑大于或等于20mm的土質(zhì)量應(yīng)小于總土質(zhì)量的10%。試驗(yàn)原理通過測定試樣完全浸沒在水中時的浮力質(zhì)量確定其表觀體積,進(jìn)而確定其表觀比重(即視比重)。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)條文說明1.顆粒大于5mm的礫石、碎石等粗粒,顆粒本身有空隙存在??障队址址忾]的與開敞的兩部分。浸水時開敞部分為水所填充,封閉部分水不能進(jìn)入。因此,粗粒比重的種類通常以視比重、干比重、飽和面干比重和比重四種方法來表示。2.規(guī)程中采用視比重,這樣比較方便,因?yàn)橐话阒傅目障?,?shí)際上是指被水充填的孔隙。3.浮力法所測結(jié)果較為穩(wěn)定。但大于20mm粗粒較多時,采用本方法將增加試驗(yàn)設(shè)備,室內(nèi)使用不便。因此,規(guī)定粒徑大于5mm的試樣中大于或等于20mm顆粒含量小于10%時用浮力法。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)8.顆粒分析試驗(yàn)T0116-2007密度計法增加了“密度計刻度及彎月面校正”項,可按《標(biāo)準(zhǔn)玻璃浮計檢定規(guī)程》(JJG86-2001)進(jìn)行。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)條文說明由于不同濃度溶液的表面張力不同,彎月面的上升高度也不同,密度計在生產(chǎn)后其刻度與密度計的幾何形狀、質(zhì)量等均有關(guān)。因此,需要進(jìn)行刻度、有效沉降距離和彎月面的校正。密度計土粒沉降距離校正測定密度計浮泡體積。在250mL量筒內(nèi)倒入約130mL純水,并保持水溫為20℃,測定量筒內(nèi)水面讀數(shù)(以彎月面上緣為準(zhǔn))后畫一標(biāo)記。將密度計放入量筒中,使水面達(dá)密度計最低分度處(以彎月面上緣為準(zhǔn)),同時測記水面在量筒上的讀數(shù)(以彎月面上緣為準(zhǔn))后再畫一標(biāo)記。兩者之差,即為密度計浮泡的體積。測定密度計浮泡體積中心。在測定密度計浮泡體積后,將密度計向上緩慢垂直提起,使水面恰落至兩標(biāo)記的正中間,此時水面與浮泡相切,即為浮泡體積中心。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)
將密度計固定于三足架上,用直尺準(zhǔn)確量出水面至密度計最低分度的垂直距離。測定1000mL量筒內(nèi)徑(準(zhǔn)確至1mm),并量出量筒體積。量出自密度計最低分度至玻璃桿上各分度處的距離,每隔5格或10格量距1次。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)9.界限含水率試驗(yàn)07規(guī)程增加:T0118-2007液限和塑限聯(lián)合測定法中增加了76g錐入土17mm的液限試驗(yàn)方法增加了T0170-2007液限碟式儀法公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)T0118-2007液限和塑限聯(lián)合測定法采用76g錐做液限試驗(yàn),則在h-w圖上,查得縱坐標(biāo)入土深度h=17mm所對應(yīng)的橫坐標(biāo)的含水率w,即為該土樣的液限。根據(jù)求得的液限,通過76g錐入土深度h與含水率w的關(guān)系曲線,查得錐入土深度為2mm所對應(yīng)的含水率即為該土樣的塑限。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)條文說明1950以來,我國一直采用瓦氏76g平衡錐來測定土的液限,相應(yīng)的入土深度為hL=10mm。其測得的土液限時的抗剪強(qiáng)度比不同基座材料的碟式儀測得的抗剪強(qiáng)度大的多。根據(jù)1000多個土樣的液限試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)76g錐和卡氏碟式儀測得的結(jié)果之間有如下關(guān)系:
(r=0.96,n=1106)我國水電部組織的研究試驗(yàn)結(jié)果表明,76g錐以入土深度17mm作為液限和100g錐入土深度20mm作為液限時的抗剪強(qiáng)度與美國ASTMD423碟式儀時的強(qiáng)度一致,說明76g錐17mm和100g錐20mm的液限入土深度均可達(dá)到與ASTMD423碟式儀等效的目的。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)影響圓錐入土深度的因素可歸結(jié)為土質(zhì)、物理狀態(tài)(濕度和密度狀態(tài))和結(jié)構(gòu)三大方面,對于擾動土,排除了結(jié)構(gòu)的影響。塑限時入土深度與含水率關(guān)系不穩(wěn)定的原因在于濕密狀態(tài)和土質(zhì)的影響。最佳含水率約等于或略大于塑限,此時,圓錐和土體將產(chǎn)生剪切和壓密的綜合作用。為消除試樣密度對圓錐入土深度的影響,測得塑限時,必須首先控制試樣的密實(shí)程度。定義密實(shí)度系數(shù)K2:
——飽水時干密度;——任意含水率下土的干密度;
w——含水率;Gs——土粒比重。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)
當(dāng)K2=0.95-1.0時,各類細(xì)粒土的入土深度與含水率呈對數(shù)關(guān)系,這就是控制試驗(yàn)密實(shí)度對入土深度影響的標(biāo)準(zhǔn)。土的性質(zhì)對塑限時入土深度有顯著影響,一般地,對砂類土影響較大,而對粉質(zhì)土和黏質(zhì)土的影響則較小。相應(yīng)于滾搓法塑限值的100g錐塑限入土深度hP與塑限wL之間的關(guān)系曲線如下圖:公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)
從上圖可以看出,液限wL>35的點(diǎn)比較集中,hP值基本上在2~3mm范圍內(nèi)波動;而wL<35的點(diǎn)則相當(dāng)分散,hP變化頗大。低塑限黏土和砂類土屬于或共存于wL<35這個范圍內(nèi)。因此,對不同土類,必須采用變數(shù)hP值。對聯(lián)合測定精度最有影響的是靠近塑限的那個試樣。當(dāng)含水率等于塑限時,對控制曲線走向最為有利,但此時試樣很難制備。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)含水率可略放寬,以入土深度不大于4~5mm為限。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)T0170-2007液限碟式儀法目的和適用范圍
用于測定粒徑小于0.5mm以及有機(jī)質(zhì)含量不大于試樣總質(zhì)量5%的土的液限。試驗(yàn)方法(1)取過0.5mm篩的土樣,按需加水,調(diào)勻。(2)取部分試樣置于碟之前半部,用調(diào)土刀修平,使最厚處為10mm,用槽刀沿中央劃出至碟底的槽。(3)轉(zhuǎn)動手柄,使土碟反復(fù)墜擊于底座,記錄試樣在槽底合攏13mm時的擊數(shù),在槽兩邊去試樣測定含水率。(4)建立含水率-擊數(shù)對數(shù)曲線,擊數(shù)25次對應(yīng)的含水率即為液限。建議用美國ASTMD23采用的碟式儀規(guī)格。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)11.土的天然稠度試驗(yàn)(修正)07規(guī)程:土體的含水率w和錐入度h為曲線關(guān)系,用下式表示:
或
式中:
93規(guī)程中:錯誤。
公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)13.土的濕化試驗(yàn)土的濕化試驗(yàn)為新增試驗(yàn)公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)目的和使用范圍
土的濕化是土體在水中發(fā)生崩解的現(xiàn)象。本試驗(yàn)的目的是測定具有結(jié)構(gòu)性的黏質(zhì)土體在水中的崩解速度,作為濕法填筑路堤選擇土料的標(biāo)準(zhǔn)之一。試驗(yàn)方法
把邊長50mm的立方體土樣放在網(wǎng)板上,掛在浮筒下,迅速浸入水中,觀測其不同時刻的崩解情況。試樣完全通過網(wǎng)板落下后,試驗(yàn)結(jié)束。崩解量:
At——試樣在時間t的崩解量(%);
Rt——時間t時浮筒齊水面處刻度:
R0——試驗(yàn)開始時浮筒齊水面處刻度。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)條文說明用土作為建筑材料的公路工程,直接處于大氣中,遭受著氣候、水位變化的作用,土體易產(chǎn)生濕化現(xiàn)象,以至于破裂、剝落或降低其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。另外,在濕法填筑路堤的設(shè)計與施工中,需要了解土料濕化崩解的速度,作為取舍料場的依據(jù)。因此測定土的濕化性能具有重要意義。試樣的選用取決于實(shí)際工作條件,如為地基土應(yīng)采用原狀土樣;如為填筑的路堤,應(yīng)取擾動土樣,并控制一定的密度和含水率,制備成試樣進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)中需要測定的指標(biāo)主要是土的崩解速度。因此,需要確定讀數(shù)的時間間隔。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)15.滲透試驗(yàn)修正了T0130-2007變水頭試驗(yàn)公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)T0130-2007變水頭試驗(yàn)主要儀器設(shè)備:93規(guī)程:滲透容器、變水頭裝置和負(fù)壓裝置。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)07規(guī)程:
其滲透容器與93規(guī)程同,改進(jìn)了變水頭裝置,舍棄了負(fù)壓裝置。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)試驗(yàn)方法
93規(guī)程中的試驗(yàn)方法已經(jīng)很少使用。07規(guī)程采用了與國標(biāo)和相關(guān)行業(yè)相同的簡單的試驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)。07規(guī)程:將試樣裝入滲透容器,密封至不漏水不漏氣。對不易透水試樣,進(jìn)行抽氣飽和;對飽和試樣和較易透水試樣,直接用變水頭裝置的水進(jìn)行飽和。將滲透容器進(jìn)水口與變水頭管連接,利用供水瓶向進(jìn)水管注滿水,并滲入滲透容器,開排氣閥,排凈滲透容器底部空氣,關(guān)排水閥,關(guān)進(jìn)水管夾。向變水頭管注水至預(yù)定高度,開進(jìn)水管夾。當(dāng)出水口有水溢出時,記錄變水頭管中起始水頭高度和起始時間,按預(yù)定時間間隔測記水頭和時間的變化,并測記出水口的溫度。變換變水頭管中水位高度,重復(fù)試驗(yàn)5-6次。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)計算公式07規(guī)程:變水頭滲透系數(shù):
Kt——水溫t℃時的試樣滲透系數(shù)(cm/s);
a——變水頭管的內(nèi)徑面積(cm2);L——滲徑,即試樣高度(cm);
t1、t2——測讀水頭的起始和終止時間(s);
H1、H2——起始和終止水頭;
A——試樣的過水面積。標(biāo)準(zhǔn)溫度下滲透系數(shù):
K20——標(biāo)準(zhǔn)水溫(20℃)時滲透系數(shù);
ηt、η20——t℃、20℃時水的動力黏滯系數(shù)(kPa·s)。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)條文說明變水頭滲透試驗(yàn)適用于黏質(zhì)土?!?3規(guī)程》中的變水頭滲透試驗(yàn)方法已很少使用,本標(biāo)準(zhǔn)采用與國標(biāo)和相關(guān)行業(yè)相同的試驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)。用原狀土試樣試驗(yàn)時,可根據(jù)需要用環(huán)刀垂直或平行于土樣層面切??;用擾動土樣試驗(yàn)時,可按擊實(shí)制備試樣,兩者均須進(jìn)行充水飽和。求得的滲透系數(shù)需換算為標(biāo)準(zhǔn)溫度下的滲透系數(shù)。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)16.土的擊實(shí)試驗(yàn)(修正)公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)目的和適用范圍93規(guī)程本試驗(yàn)分輕型擊實(shí)和重型擊實(shí)。輕型擊實(shí)適用于粒徑不大于20mm的土。重型擊實(shí)適用于粒徑不大于40mm的土。07規(guī)程本試驗(yàn)適用于細(xì)粒土。本試驗(yàn)分輕型擊實(shí)和重型擊實(shí)。輕型擊實(shí)適用于粒徑不大于20mm的土。重型擊實(shí)適用于粒徑不大于40mm的土。當(dāng)土中最大顆粒大于或等于40mm,且其含量大于5%時,應(yīng)使用大尺寸試筒進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn),或進(jìn)行最大干密度校正。大尺寸試筒要求其最小尺寸大于土樣最大顆粒粒徑的5倍以上,且擊實(shí)是試驗(yàn)分層厚度應(yīng)大于土樣最大粒徑的3倍以上。當(dāng)細(xì)粒土中的粗粒含量大于40%或粒徑大于0.005mm顆粒含量大于70%時,還應(yīng)做粗粒土最大干密度試驗(yàn),比較其與重型擊實(shí)試驗(yàn)的結(jié)果,最大干密度取二者大值。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)飽和含水率wmax(Va=0)計算公式修正:93規(guī)程:07規(guī)程:或
Va——空氣體積(cm3);
——水在4℃時的密度(g/cm3)。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)條文說明各國所用的擊實(shí)試驗(yàn)大同小異,重型擊實(shí)試驗(yàn)方法的單位擊實(shí)功為輕型擊實(shí)法的4.5倍。本次修訂對擊實(shí)試驗(yàn)采取了不同層數(shù)和擊數(shù)而不改變擊實(shí)功的做法,即對不同試驗(yàn)類別分別采用27次和98次,使相應(yīng)的擊實(shí)功仍維持在2677.2~2678.0kJ/m3左右。本規(guī)程將輕型與重型試驗(yàn)并列。采用哪種方法,應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)定或工程、科學(xué)試驗(yàn)的特殊需要選定。單位體積擊實(shí)功相同的情況下,同類土用輕型和重型擊實(shí)試驗(yàn)的結(jié)果相同。由于標(biāo)準(zhǔn)篩系列中沒有25mm和38mm篩,結(jié)合對大粒徑顆粒含量的要求,修訂為20mm和40mm篩。根據(jù)試驗(yàn)類型的不同,分別采用干土法和濕土法準(zhǔn)備試樣。取消了干土法試樣的重復(fù)使用方法。對高含水率土宜選用濕土法,對非高含水率土則選用干土法。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)土中夾有較大的顆粒,如碎(礫)石等,對于求最大干密度和最佳含水率都有一定的影響。所以試驗(yàn)規(guī)定要過40mm篩。如40mm篩上顆粒(稱超尺寸顆粒)較多(3%~30%)時,所得結(jié)果誤差很大。因此必須對超尺寸顆粒的史料直接用大型試筒。當(dāng)細(xì)粒土中的粗粒土含量大于40%時,還應(yīng)做粗粒土最大干密度試驗(yàn),其結(jié)果與重型擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果相比較,最大干密度取兩種試驗(yàn)結(jié)果的最大值,最佳含水率則對應(yīng)取值。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)
20土的標(biāo)準(zhǔn)吸濕含水率試驗(yàn)
新增T0172-2007標(biāo)準(zhǔn)吸濕含水率試驗(yàn)公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)目的和適用范圍
本試驗(yàn)適用于在溫度20±2℃、相對濕度為60%±5%標(biāo)準(zhǔn)條件下,進(jìn)行土樣標(biāo)準(zhǔn)吸濕含水率的測定,同時也可間接確定土樣或水泥等細(xì)粒材比表面等性質(zhì)。試驗(yàn)方法
本試驗(yàn)有兩種試驗(yàn)裝置,一種是采用干燥缸試驗(yàn),另一種是采用恒溫恒濕箱試驗(yàn)。通常建議采用干燥缸試驗(yàn)方法。試驗(yàn)的原理為取代表性天然土體試樣約4g,置于已知質(zhì)量()的小鋁盒中,將土樣平鋪盒底,蓋緊盒蓋稱盒與濕土的總質(zhì)量()。再揭開盒蓋將盒放置在飽和鹽溶液上的多孔板上,測至恒重時盒與濕土的總質(zhì)量(),準(zhǔn)確至0.001g。然后將恒質(zhì)量的土樣放入烘箱中,在105~110℃下烘干至恒重,公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)
取出加蓋稱質(zhì)量為(),準(zhǔn)確至0.001g。按下式計算標(biāo)準(zhǔn)吸濕含水率式中:
——標(biāo)準(zhǔn)吸濕含水率(%),計算至0.001;
——鋁盒的質(zhì)量(g);
——吸濕后盒與濕土的總質(zhì)量(g);
——烘干后盒與濕土的總質(zhì)量(g);
——最大吸濕水質(zhì)量(g);
——試驗(yàn)干土質(zhì)量(g)。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)條文說明本試驗(yàn)方法系中交第二公路勘察設(shè)計研究院2002-2004年西部交通建設(shè)科技項目“膨脹土地區(qū)公路勘察設(shè)計技術(shù)研究”的研究成果。針對該試驗(yàn),中交第二公路勘察設(shè)計研究院獲得了兩項專利。本試驗(yàn)有兩種試驗(yàn)裝置,一種是干燥缸試驗(yàn),另一種是采用恒溫濕箱試驗(yàn)。建議采用干燥缸試驗(yàn)方法。采用干燥缸試驗(yàn)的最大優(yōu)點(diǎn)是濕度可以準(zhǔn)確的控制。試驗(yàn)溫度由室溫控制。采用恒溫恒濕箱試驗(yàn)的最大優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)溫度和濕度能夠比較準(zhǔn)確地控制,標(biāo)準(zhǔn)吸濕含水率的測定變得非常簡單。不足的是,恒溫恒濕箱在保濕養(yǎng)護(hù)試驗(yàn)過程中噴淋可能會對試樣有影響,此外試驗(yàn)設(shè)備比較昂貴。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)21黃土濕陷試驗(yàn)修訂了T0139-93相對下沉系數(shù)試驗(yàn)新增T0173-2007自重濕陷系數(shù)試驗(yàn)新增T0174-2007溶濾變形系數(shù)試驗(yàn)新增T0175-2007濕陷起始壓力試驗(yàn)
公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)T0139-2007相對下沉系數(shù)試驗(yàn)在相對下沉系數(shù)試驗(yàn)中07規(guī)程增加了雙線法實(shí)驗(yàn)步驟,雙線法簡便,工作量小,但與變形的實(shí)際情況不完全符合,所以單線法比雙線法更適用于黃土變形的實(shí)際情況,故以單線形為標(biāo)準(zhǔn)方法。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)T0173-2007自重濕陷系數(shù)試驗(yàn)
目的和適用范圍本試驗(yàn)的目的是測定黃土(黃土類土)的自重濕陷系數(shù)。試驗(yàn)方法1.單線法切取5個環(huán)刀試樣,環(huán)刀外壁涂凡士林,刀口向下放入護(hù)環(huán)內(nèi)。將護(hù)環(huán)放入容器,土樣上面和下面放置濾紙和透水石。預(yù)壓1.0kPa的壓力,將百分表置零。將土的飽和自重壓力分5級,分別施加在5個試樣上。當(dāng)施加的壓力小于或等于50kPa時,可一次施加,當(dāng)大于50kPa時,分級施加,每級不大于50kPa,每級壓力時間不少于15min,加壓后每隔1h測一次變形讀數(shù),直到每小時試樣變形量不超過0.01mm。向容器中注水,每隔1h測一次變形讀數(shù)。直至試樣浸水變形穩(wěn)定為止。穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為每3d變形不大于0.01mm。取出土樣測定其含水率和干密度。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)2.雙線法切取兩個環(huán)刀試樣,放入護(hù)環(huán)內(nèi)。在其中一個試樣上,按單線法施加飽和自重壓力,加水測記變形。在另一個試樣上施加第一個50kPa壓力,每隔1h測一次變形讀數(shù),直至每小時變形量不超過0.01mm為止。向容器內(nèi)注水,當(dāng)飽和自重壓力小于或等于50kPa時,可一次施加,當(dāng)大于50kPa時,分級施加,每級不大于50kPa,每級壓力時間不少于15min,連續(xù)加至飽和自重壓力。加壓后每隔1h測一次變形讀數(shù),直到每小時試樣變形量不超過0.01mm。穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為每3d變形不大于0.01mm。取出土樣測定含水率和干密度。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)計算公式自重濕陷系數(shù)按下式計算:式中:
——自重濕陷系數(shù),計算至0.001;——在飽和自重壓力下,試樣變形穩(wěn)定后的高度(mm);——在飽和自重壓力下,試樣浸水濕陷變形穩(wěn)定后的高度(mm);——試樣初始高度(mm)。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)條文說明黃土受水浸濕后,在上覆土的自重壓力下發(fā)生濕陷的稱為自重濕陷性黃土,在上覆的自重壓力下不發(fā)生濕陷的稱為非自重濕陷性黃土。土的飽和自重壓力應(yīng)分層計算,以工程地質(zhì)勘察分層為依據(jù),當(dāng)工程未提供分層資料時,才允許按取樣密集程度和試樣密度粗略地劃分層次。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)T0174-2007溶濾變形系數(shù)試驗(yàn)?zāi)康暮瓦m用范圍
本試驗(yàn)的目的是測定黃土(黃土類土)的濕陷變形系數(shù)和溶濾變形系數(shù)。試驗(yàn)方法1.單線法對5個試樣均在天然濕度下分級加壓,分別加至不同的規(guī)定壓力,按下述進(jìn)行試驗(yàn),直至試樣濕陷變形穩(wěn)定為止。(1)去掉預(yù)壓合載,立即加上第一級荷載50kPa,同時開動秒表,在下述時間讀百分表:10min、20min、30min,以后每1h讀數(shù)一次,至沉降穩(wěn)定為止。然后加第二級荷載。沉降穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)是每1h變形不超過0.01mm.(2)第二級荷載為100kPa,以后順次為150kPa、200kPa、400kPa。加載后,記錄百分表讀數(shù)直至沉降穩(wěn)定。(3)5個試樣分別在最后一級壓力下,達(dá)到沉降穩(wěn)定后,加水,讀百分表至沉降穩(wěn)定。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)繼續(xù)用水滲透,每隔2h測記一次變形讀數(shù),24h后每天測記1~3次,直至3d變形不大于0.01mm為止。取下試樣,測定含水率和干密度。雙線法其中一個試樣如單線法加載并測記變形。另一個試樣在天然濕度下施加第一級荷載50kPa,按單線法規(guī)定的時間間隔讀百分表,待變形穩(wěn)定后浸水。至第一級壓力下濕陷穩(wěn)定后,再分級加壓、記錄百分表讀數(shù),直至試樣在各級壓力下浸水變形穩(wěn)定為止。繼續(xù)用水滲透,每隔2h測記一次變形讀數(shù),24h后每天測記1~3次,直至3d變形不大于0.01mm為止。取下試樣,測定含水率和干密度。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)溶濾變形系數(shù)按下式計算:式中:
——自重濕陷系數(shù),計算至0.001;hz——在某級壓力下,試樣浸水濕陷變形穩(wěn)定后的高度(mm);
hs——在某級壓力下,長期滲透而引起的溶濾變形穩(wěn)定后的試樣高度(mm);
h0——試樣的初始高度(mm)。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)條文說明滲透溶濾變形是指黃土在荷重及滲透水長期作用下,由于鹽類溶濾及土中孔隙繼續(xù)被壓密而產(chǎn)生的垂直變形,實(shí)際上是濕陷變形的繼續(xù),一般很緩慢,在公路濕陷性黃土地基中是常見的。溶濾變形系數(shù)是公路土工建筑物施工和運(yùn)用階段所關(guān)注的濕陷性指標(biāo)。一般在實(shí)際荷重下進(jìn)行試驗(yàn),浸水后長期滲透求得溶濾變形。對于溶濾變形,由于變形特征除粒間應(yīng)力引起的緩慢塑性變形以外,還取決于長期滲透時鹽類溶濾作用,故規(guī)定3d變形量不超過0.01mm。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)T0175-2007濕陷起始壓力試驗(yàn)?zāi)康暮瓦m用范圍
本試驗(yàn)的目的是測定黃土(黃土類土)的濕陷起始壓力。試驗(yàn)方法1.單線法對5個試樣均在天然濕度下分級加壓,分別加至不同的規(guī)定壓力,按下述進(jìn)行試驗(yàn),直至試樣濕陷變形穩(wěn)定為止。(1)去掉預(yù)壓合載,立即加上第一級荷載50kPa,同時開動秒表,在下述時間讀百分表:10min、20min、30min,以后每1h讀數(shù)一次,至沉降穩(wěn)定為止。然后加第二級荷載。沉降穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)是每1h變形不超過0.01mm.(2)第二級荷載為100kPa,以后順次為150kPa、200kPa、400kPa。加載后,記錄百分表讀數(shù)直至沉降穩(wěn)定。(3)5個試樣分別在最后一級壓力下,達(dá)到沉降穩(wěn)定后,加水,讀百分表至沉降穩(wěn)定。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)記讀最后一級荷載下達(dá)到假定沉降后的百分表讀數(shù)。取下試樣測定含水率和干密度。2.雙線法其中一個試樣如單線法加載并測記變形。另一個試樣在天然濕度下施加第一級荷載50kPa,按單線法規(guī)定的時間間隔讀百分表,待變形穩(wěn)定后浸水。至第一級壓力下浸水變形穩(wěn)定,再分級加壓、記錄百分表讀數(shù),直至試樣在各級壓力下浸水變形穩(wěn)定為止。記讀最后一級荷載下達(dá)到假定沉降后的百分表讀數(shù)。取下試樣測定含水率和干密度。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)計算公式各級壓力下的濕陷系數(shù)應(yīng)按下式計算:
式中:
——各級壓力下的濕陷系數(shù),計算至0.001;
——在各級壓力下試樣浸水變形穩(wěn)定后的高度(mm);
——在各級壓力下試樣變形穩(wěn)定后的高度(mm);
——試驗(yàn)開始時試樣的高度(mm)。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)條文說明
黃土在荷重作用下,受水浸濕后開始出現(xiàn)濕陷的壓力,稱為濕陷起始壓力。濕陷起始壓力利用濕陷系數(shù)和壓力關(guān)系曲線求得。測定濕陷起始壓力,國內(nèi)外都沿用單線、雙線兩種方法。從理論上和試驗(yàn)結(jié)果來說,單線法比雙線法更適用于黃土變形的實(shí)際情況,如果土質(zhì)均勻可以得出良好的結(jié)果。雙線法簡便,工作量小,但與變形的實(shí)際情況不完全符合。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)22土的直接剪切試驗(yàn)07規(guī)程中新增了T0176—2007排水反復(fù)直接剪切試驗(yàn)公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)T0176—2007排水反復(fù)直接剪切試驗(yàn)?zāi)康暮瓦m用范圍反復(fù)直接剪切試驗(yàn)是用應(yīng)變控制式直剪儀在慢速(排水)條件下,對試樣反復(fù)剪切至剪應(yīng)力達(dá)到穩(wěn)定值,以測求土的參與抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。本試驗(yàn)方法適用于超固結(jié)黏性土及軟弱巖石夾層的黏性土。儀器設(shè)備包括應(yīng)變控制式反復(fù)直剪儀、位移計、天平和環(huán)刀等。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)試驗(yàn)步驟試樣制備對有軟弱面土樣,應(yīng)使土樣頂面平行軟弱面。切土?xí)r使軟弱面位于環(huán)刀高度一半處。對無軟弱面的完整原狀黏土或原狀的超固結(jié)黏土,可用環(huán)刀按原狀試樣的制備方法切成試樣。先在小于50kPa的垂直助下,以較快的剪切速率進(jìn)行預(yù)剪,使形成破裂面。對泥化帶較厚的軟弱夾層、滑坡層面,取靠近滑裂面1~2mm的土;對泥化帶軟薄的滑動面,取泥化的土;對無泥化帶的裂隙面,取靠裂隙面兩邊的土。將所刮取的土用純水浸泡24h后調(diào)制均勻,制備成液限狀態(tài)的土膏,將其填入環(huán)刀內(nèi)。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)測定含水率。原狀試樣取破裂面上的土,擾動土樣可取切下的余土。試樣應(yīng)飽和。試樣剪切將試樣推入剪切盒,安裝位移計,測記測力計和位移計的初始讀數(shù)。每組取4個試樣在4種不同垂直壓力進(jìn)行剪切實(shí)驗(yàn)。一個垂直壓力相當(dāng)于現(xiàn)場預(yù)期的最大壓力,一個垂直壓力要大于現(xiàn)場預(yù)期最大垂壓,其他均小于現(xiàn)場預(yù)期最大垂壓。垂壓的級差應(yīng)相等。各垂壓應(yīng)一次施加,土質(zhì)松軟時也可分級施加。施加垂壓后,測記垂直變形讀數(shù)。若其變化不超過0.005mm/h,認(rèn)為固結(jié)穩(wěn)定。轉(zhuǎn)動手輪,使剪切盒前端的鋼珠與測力計剛好接觸,測力計讀數(shù)置零。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)拔出固定銷,調(diào)節(jié)變速箱。開動電機(jī),測讀水平位移計和垂直位移計讀數(shù)。至最大剪切位移停止剪切。一般地,剪切速度:粉質(zhì)土、粉質(zhì)黏土及低塑限黏土不超過0.06mm/min;高塑性黏土不超過0.02mm/min。倒轉(zhuǎn)手輪,用反推設(shè)備緩慢地將下剪盒反向推至與上剪切盒重合位置,插入固定銷,進(jìn)行第二次剪切。依次,反復(fù)剪切直至剪應(yīng)力穩(wěn)定為止。剪切結(jié)束,測記垂直位移計讀數(shù),測含水率。結(jié)果整理按下式計算殘余抗剪強(qiáng)度:式中:C——測力計率定系數(shù)(N/0.01mm);R——測力計讀數(shù)(0.01mm);A0——試樣面積(cm2);10——單位換算系數(shù)。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)繪制剪應(yīng)力曲線。取每個試驗(yàn)上第一次剪切時峰值作為破壞強(qiáng)度S;最后穩(wěn)定值作為殘余強(qiáng)度Sr。繪制抗剪強(qiáng)度與垂直壓力曲線。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)條文說明超固結(jié)黏土試樣在一有效應(yīng)力下剪切,剪應(yīng)力達(dá)到峰值后,若繼續(xù)剪切,則剪應(yīng)力隨剪切位移增加而顯著降低,最后達(dá)一穩(wěn)定值。此穩(wěn)定值稱土的殘余抗剪強(qiáng)度或殘余強(qiáng)度。正常固結(jié)黏土此現(xiàn)象并不明顯。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)室內(nèi)測定殘余強(qiáng)度的儀器和方法,目前主要有三軸壓縮試驗(yàn)、環(huán)剪儀做環(huán)形剪切試驗(yàn)和用直剪儀做排水反復(fù)直接剪切試驗(yàn)(以下簡稱反復(fù)剪)三種方法。反復(fù)剪試驗(yàn),存在一定的缺點(diǎn),例如,每次反復(fù)后,有一小峰值出現(xiàn),剪切面可能呈泥漿狀。但它簡單易行,對多數(shù)土均能測得較好的成果,因此,國內(nèi)外應(yīng)用較廣,本規(guī)程也推薦采用直剪儀做反復(fù)排水剪試驗(yàn)。本規(guī)程規(guī)定在進(jìn)行第二次、第三次……剪切時,不卸除垂直荷載,將剪切盒下盒拉回原位置。因此,必須將原儀器的推力設(shè)備進(jìn)行改裝,使其能推進(jìn)又能拉回;或另制造一反推設(shè)備,待一次剪切完成后,用反推設(shè)備將剪切盒下盒推回至原位置。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)擾動試樣殘余強(qiáng)度通常與原狀試樣殘余強(qiáng)度相接近。對同一種土,不管是正常固結(jié)或超固結(jié),只要是在同一有效壓力作用下,其殘余強(qiáng)度相同,為一常數(shù)。它只與土的性質(zhì)有關(guān),而與應(yīng)力歷史無關(guān)。因此,當(dāng)選取原狀土樣有困難的,可取擾動土進(jìn)行試驗(yàn)。但軟弱夾層的滑裂面或滑坡層面曾受過較大的剪切位移,加之在漫長的地質(zhì)歷史時期中地下水的長期作用,使滑裂面或滑坡面上土的顆粒組成以及礦物、化學(xué)成分都有別于滑面上下土層,故選取擾動土樣時,應(yīng)取滑裂面或滑坡層面上1~2mm的土進(jìn)行殘余強(qiáng)度試驗(yàn)。否則擾動土的殘余強(qiáng)度指標(biāo)可能大于滑裂面或滑坡層面實(shí)際強(qiáng)度值。土(巖)地基軟弱夾層或滑坡帶土體,夾層和滑動層面上土的含水率往往比夾層上下層的含水率高10%左右。本規(guī)程建議擾動土的制備含水率采用該土(泥化夾層和滑動層面)的液限為宜。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)剪切速率對測定土的殘余強(qiáng)度具有明顯的影響。土達(dá)到殘余強(qiáng)度時,其剪切面上的孔隙壓力已充分消散,土顆粒已完全定向排列,故測定殘余強(qiáng)度的方法只能是最大剪切位移下的慢剪試驗(yàn)。關(guān)于剪切速率對土的殘余強(qiáng)度的影響問題,試驗(yàn)成果見下圖:公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)
從圖中可以看出:粉質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、黏土及高塑性黏土的剪切速度的臨界值分別為1.Omm/min、O.06mm/min和0.02mm/min。當(dāng)剪切速度采用0.02mn/min時,對于每一剪切行程的位移量為8~10mm的試驗(yàn),約需8~10h左右。為了試驗(yàn)室工作的方便,可間隔一定時間進(jìn)行下一次剪切(即可使試驗(yàn)在白天進(jìn)行)。一些專家研究總剪切位移多大才能測到穩(wěn)定的強(qiáng)度值的問題。Skempton認(rèn)為在室內(nèi)試驗(yàn)時,過峰值強(qiáng)度后繼續(xù)剪切到位移達(dá)25~50mm,強(qiáng)度可降低到剩余值。H.L.Noble用內(nèi)徑4.8cm的試樣在直接剪切儀上以0.004mm/min的速率進(jìn)行試驗(yàn),每次剪切位移2.5mm,再推回,如此反復(fù)剪lo一15次,總位移約為50~75mm,也可達(dá)到殘余值。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)近年來,長江科學(xué)院在對軟弱夾層的試驗(yàn)中,使用直徑為6.4cm的試樣,在直接剪切儀上以0.0224mm/min的剪切速率做反復(fù)直剪試驗(yàn)。試驗(yàn)成果表明:不同顆粒組成的試樣,所需要的總剪切位移量是不一樣的,一般來講黏粒含量大的試樣,需要的總剪切位移量小,反之亦然。一般反向剪切的剪應(yīng)力大于正向剪切的剪應(yīng)力。其原因在于反向剪切破壞了已定向排列的土顆粒,使得土的強(qiáng)度增高。因此,不能將反向剪切的位移量計入達(dá)到殘余強(qiáng)度時所需要的總剪切位移量中。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)23土的三軸壓縮試驗(yàn)對T0144-1993不固結(jié)不排水試驗(yàn)
T0145-1993固結(jié)不排水試驗(yàn)
T0146-1993固結(jié)排水試驗(yàn)進(jìn)行了個別細(xì)節(jié)修訂新增T0177-2007一個試樣多級加荷試驗(yàn)
公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)
T0144-1993不固結(jié)不排水試驗(yàn)試驗(yàn)步驟修訂93規(guī)程23.1.5.3開周圍壓力閥,對試樣施加10~50kPa的周圍壓力。07規(guī)程5.3開周圍壓力閥,對試樣施加10~20kPa的周圍壓力。條文說明修訂07規(guī)程條文說明第5條如何選用飽和的方法增加了詳細(xì)說明,即“通常對黏性土采用抽氣飽和,粉土采用浸水飽和,砂性土采用水頭飽和,滲透系數(shù)小于10-7的老黏土采用反壓飽和等。”公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)T0145-1993固結(jié)不排水試驗(yàn)試驗(yàn)步驟修訂93規(guī)程
23.2.5試樣排水固結(jié)記錄時按15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min、12min15s、16min、20min15s、25min、30min15s、36min、49min、64min、100min、200min、400min、23h、24h記錄07規(guī)程
6.2試樣排水固結(jié)記錄時按0s、15s、1min、2min、4min、6min、9min、12min、16min、20min、25min、35min、45min、60min、90min、2h、4h、10h、23h、24h記錄公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)07規(guī)程在結(jié)果整理部分增加了兩個公式,即(1)按實(shí)測固結(jié)下沉計算試樣的固結(jié)后高度(2)按實(shí)測固結(jié)下沉計算試樣的固結(jié)后面積公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)T0146-1993固結(jié)排水試驗(yàn)07規(guī)程在結(jié)果整理部分增加了三個公式,即(1)按實(shí)測固結(jié)下沉計算試樣的固結(jié)后高度(2)按實(shí)測固結(jié)下沉計算試樣的固結(jié)后面積(3)軸向應(yīng)變計算公式公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)T0177-2007一個試樣多級加荷試驗(yàn)(新增)目的和適用范圍
本試驗(yàn)采用一個試樣多級施加周圍壓力和軸向壓力進(jìn)行剪切,以測定土的總強(qiáng)度參數(shù)c、和有效強(qiáng)度參數(shù)、。本規(guī)程適用于無法取得多個試樣(3~4個)進(jìn)行三軸試驗(yàn)的原狀硬土、擾動土或有不規(guī)則裂隙的裂土。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)儀器設(shè)備
三軸壓縮儀、附屬設(shè)備、其他(擊實(shí)器、切土器、承膜筒等)試樣制備
按07版T0144-1993的有關(guān)要求進(jìn)行試樣飽和
按07版T0144-1993的有關(guān)要求進(jìn)行試驗(yàn)步驟試樣安裝不固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)(UU試驗(yàn)):按07版T0144-1993的有關(guān)要求進(jìn)行公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)固結(jié)不排水剪試驗(yàn)(CU試驗(yàn))開孔隙水壓力閥和排水閥,對孔隙水壓力系統(tǒng)及壓力室底座充水排氣后,關(guān)孔隙水壓力閥和排水閥。安裝壓力室罩,充水。開孔隙水壓力閥,使孔隙水壓力值等于大氣壓力,關(guān)閉孔隙水壓力閥。施加周圍壓力:用橡皮膜套住試樣,將橡皮膜兩端與壓力室底座試樣帽扎緊。裝上壓力罩,向壓力室內(nèi)注滿水,關(guān)排氣閥。關(guān)排水閥,開周圍壓力閥,施加圍壓,圍壓應(yīng)與實(shí)際荷載相適應(yīng),最大一級圍壓應(yīng)與最大實(shí)際荷載相等。試樣要求完全飽和時,應(yīng)對試樣施加反壓力。試樣剪切前關(guān)閉孔隙壓力閥及量管閥。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)試樣剪切不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)(UU試驗(yàn))周圍壓力分2-3級施加,施加第一級周圍壓力,剪切應(yīng)變速率取0.5%~1.0%。當(dāng)測力計讀數(shù)穩(wěn)定或接近穩(wěn)定時記錄軸向位移計和測力計讀數(shù),停止剪切,將軸向壓力退至零。施加第二級周圍壓力,此時將測力計讀數(shù)調(diào)回原來讀數(shù)值。轉(zhuǎn)動首輪,至測力計微動時,按原速率開始剪切。依次進(jìn)行其余各級周圍壓力的試驗(yàn)。最后一級周圍壓力下的剪切累計應(yīng)不超過20%。固結(jié)不排水剪試驗(yàn)(CU試驗(yàn))安裝玩試樣后,施加第一級圍壓。按如下規(guī)定進(jìn)行固結(jié):(1)開孔隙水壓力閥和排水閥,對孔隙水壓力系統(tǒng)和壓力室充水排氣后,關(guān)閉此兩閥。按規(guī)定將試樣置于壓力室底座上。從試樣底部充水,降低排水管,使管內(nèi)水面位于試樣中心以下20~40cm,吸余水,關(guān)排水閥。
公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)
(2)安裝壓力室罩,充水。應(yīng)使排水管內(nèi)水面與試樣高度中心齊平。(3)開孔隙水壓力閥,使孔隙水壓力等于一個大氣壓,關(guān)此閥。施加圍壓,試樣帽與活塞和測力計接觸時,裝上變形百分表,測力計與百分表置零。調(diào)整軸向壓力、軸向應(yīng)變和孔隙水壓力為零點(diǎn),記下體積變化量管讀數(shù)。(4)固結(jié)穩(wěn)定后,關(guān)體變管閥或排水管閥。按按不固結(jié)不排水剪方法進(jìn)行第一級試樣剪切。第一級剪切穩(wěn)定后,軸向壓力置零。施加第二級圍壓,進(jìn)行排水固結(jié)。固結(jié)穩(wěn)定后,關(guān)體變閥或排水管閥。使活塞與試樣帽接觸,記錄軸向位移計讀數(shù)Δh2.進(jìn)行剪切。依次進(jìn)行下依次圍壓下的剪切,最后一級圍壓下的剪切累計應(yīng)變量不超過20%。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)結(jié)果整理
計算公式分別按前面不固結(jié)不排水和固結(jié)不排水的公式進(jìn)行,值得注意的是施加第一級周圍壓力后,剪切終了時的高度和面積作為第二級周圍壓力下的起始高度和起始面積。施加第二級周圍壓力后,剪切終了時的高度和面積作為第三級周圍壓力下的起始高度和起始面積。需要繪制不固結(jié)不排水剪應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線,固結(jié)不排水剪應(yīng)力與應(yīng)變曲線和固結(jié)不排水剪的法向力與剪應(yīng)力曲線。
公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)條文說明本試驗(yàn)是根據(jù)庫侖定律,假定c、值不因應(yīng)力狀態(tài)的變化而改變,破裂角在第一級荷載下出現(xiàn)后,在以后各級荷載下,均保持不變。第一級荷載以后所施加的荷載只是增加摩擦強(qiáng)度,因而可以測定強(qiáng)度包線。本試驗(yàn)原則上適用于黏質(zhì)土、砂質(zhì)土。由于是只采用一個試樣確定強(qiáng)度包線,避免了多個試樣的不均勻而造成的應(yīng)力圓分散。各應(yīng)力圓均能很好切與強(qiáng)度包線。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)對于第一級圍壓作用下試樣剪切完成后,須退除軸向壓力(即測力計為零),使試樣回復(fù)到等向受力狀態(tài),再施加下一級周圍壓力,這樣可以消除固結(jié)時偏應(yīng)力的影響,不致產(chǎn)生軸向蠕變變形,以保持試樣在等向壓力下固結(jié)。本試驗(yàn)的各級剪切變形隨土的種類不同相差很大,故不能做統(tǒng)一規(guī)定?;驹瓌t是第一級剪切變形應(yīng)與多個試樣試驗(yàn)的控制變形一致,最后一級達(dá)到的累積變形以不超過20%為準(zhǔn),中間剪切的軸向變形無法作出統(tǒng)一規(guī)定。各級剪切中,可以同時計算有效主應(yīng)力比或繪制有效應(yīng)力路徑來控制。破壞點(diǎn)的確定應(yīng)與多個試樣破壞標(biāo)準(zhǔn)的確定相一致。不另作規(guī)定。對于軟黏土及塑性大的土可以按預(yù)先設(shè)定的軸向應(yīng)變,施加各級周圍壓力。即第一級軸向應(yīng)變至16%;第二級軸向應(yīng)變至18%;第三級軸向應(yīng)變至20%。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)采用該法進(jìn)行試驗(yàn),不固結(jié)不排水試驗(yàn)的試樣面積修正與多個試樣的試驗(yàn)相同。固結(jié)不排水試驗(yàn)試樣面積修正還應(yīng)考慮體積變化問題。目前仍按分級計算方法進(jìn)行,即第一級周圍壓力下試樣剪切終了時的狀態(tài)作為下一級周圍壓力下試樣的起始狀態(tài)。面積修正計算仍按式
進(jìn)行。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)24土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)
T0148-1993細(xì)粒土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)(修訂)試件尺寸修正93規(guī)程25.0.3.2試件一般直徑為40mm,高為10cm。25.0.4.4以軸向應(yīng)變1%~3%/min的速度轉(zhuǎn)動手輪(6~12r/min)07規(guī)程3.2試件一般直徑為40~50mm,高為100~120mm。4.4以軸向應(yīng)變1%/min~3%/min的速度轉(zhuǎn)動手輪(0.06~0.12mm/min)公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)25粗粒土和巨粒土的最大干密度試驗(yàn)修訂:T0133-1993表面振動壓實(shí)儀法T0132-1993振動臺法公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)
T0133-1993表面振動壓實(shí)儀法儀器設(shè)備修訂93規(guī)程(1)振動電機(jī)功率0.75--1kW,振動頻率45--50Hz或50Hz,激振力2.5—4.2kN.(2)鋼制夯夯板厚15mm,夯與振動電機(jī)總重在試樣表面產(chǎn)生13.8kPa以上的靜壓力。07規(guī)程(1)振動電機(jī)功率0.75—2.2kW,振動頻率30--50Hz,激振力10—80kN.(2)鋼制夯夯板厚15—40mm,夯與振動電機(jī)總重在試樣表面產(chǎn)生18kPa以上的靜壓力。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)T0132-1993振動臺法93規(guī)程17.1.2.5加重塊及其加重底板在試樣表面產(chǎn)生的靜壓力應(yīng)為13.8kPa。07規(guī)程2.5加重塊及其加重底板在試樣表面產(chǎn)生的靜壓力應(yīng)根據(jù)碾壓設(shè)備確定,一般應(yīng)大于18kPa。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)條文說明對不同級配特征的土料,當(dāng)表面靜壓力(即振動器總重量作用在試樣表面上的靜壓力)從7kPa增至200kPa時,壓實(shí)干密度隨之先增大后降低。因此應(yīng)根據(jù)土料的級配特征確定試驗(yàn)表面靜壓力。按目前國內(nèi)試驗(yàn)設(shè)備的現(xiàn)狀宜取18kPa以上。不同級配特征的粗、巨粒土,其振動壓實(shí)的最佳振動頻率、激振力和振動時間不同。當(dāng)土料全為粗、巨粒土?xí)r,根據(jù)土料級配特征的不同,最佳振動頻率范圍為30~50Hz,最佳激振為50~80kN,最佳振動時間為3~4min。公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)26粗粒土的直接剪切試驗(yàn)
本試驗(yàn)為新增試驗(yàn)公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTG_E40-2007)T0178-2007粗粒土直接剪切試驗(yàn)?zāi)康暮瓦m用范圍
采用應(yīng)力或應(yīng)變控制式大型直接剪切儀測定粗、巨粒土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)。適用于最大粒徑為60mm的粗顆粒土。儀器設(shè)備
應(yīng)力控制式大型直剪儀、剪切盒、加荷設(shè)備、百分表及其他(真空泵、飽和器等)。試驗(yàn)步驟快剪
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