影响土工击实试验的几个关键因素探讨

影响土工击实试验的几个关键因素探讨
摘要：在实际工程中，经常使用各种类型的土壤作为回填材料，如路桥工程
中的筑路、水利工程中的筑坝、机场工程中的飞机跑道、民用建筑中的田径场、
基础和基础回填等。

一般来说，项目现场回填材料的获取会受到许多因素的限制，这些因素基本上是从其他施工现场运到施工现场的。

土样的原状性质已被破坏，
表现出孔隙增大、均匀性差、压缩模量大、强度和抗剪强度低的特点。

为了满足
本工程的最终使用和施工，提高土的力学性能，满足设计指标，一般采用重锤夯实、机械碾压和振动压实等方法对土样进行一定程度的压实，以满足使用要求。

压实试验是通过锤击增加土壤密度。

它随压实作业而变化。

它可以用来评价土样
的压实特性，为确定填土工程的干密度和含水量提供依据。

关键词：土工击实试验；关键因素；策略
压实度作为衡量现场施工质量的技术指标,在很大程度上会对土基、基层的
压实度情况产生直接影响,尤其是刚度、稳定性等方面。

一般来说,压实度除了受
到填筑土含水量、土质问题等方面的影响,也受到标准密度等方面的影响。

要求
现场技术人员应该严格遵守工程压实度要求,从多个方面针对上述影响因素进行
研究与分析,以确保工程现场施工质量有所保障。

目前,像填筑或者加固等现场施
工当中,都要求现场技术人员应该针对天然地基问题或者人工填料问题实行压实
作业,以确保现场施工质量安全、合理。

1土工标准击实试验理论内容研究
严格意义上来看,土主要是由固态、液态以及气态构成的三相体物质。

细化
可知,土主要以土颗粒、水以及空气等成分组成。

其中,土质在夯实处理下内部水
含量基本不会发生任何改变。

因此,可以说,土质压实过程可以视作排出气体并减
少土体体积的过程。

当土含水量超过标准范围时,强加外力反而不会直接作用到
土颗粒当中,而是会间接传到土颗粒周围的水分、空气当中。

在此过程中,操作人员即便强加一定程度的夯实作用力,也难以改变土颗粒原本的状态,无法强化密实程度。

相反,如果土颗粒含水量低于标准范围,土颗粒之间会出现明显的粘聚性,无法成型。

最重要的是,其密实程度也无法得到深化。

土工标准击实试验主张利用室内模拟条件实现对现场施工机械运作情况的掌握与分析,通过及时明确填料问题,如最大干密度、含水量问题等,以确保填土层压实度数据效果达到精准化要求。

2土工试验的关键技术要点
2.1 击实方法
基于过往的土工击实试验和相关资料证明，击实方法的类型，直接影响着击实试验。

一般来说，击实功会随着最大干密度的增加不断增加，最优含水量会随之减少。

运用轻型击实方法获得的最优含水量，其和运用重型击实方法获得的含水量相比差2%，轻型方法获得的含水量比较高。

由此可见，采取的方法不同，获得的试验结果差异，因此要做好合理选择。

2.2土样制备
土样制备过程要求试验人员应该优先以风干法制备土样问题为研究要点,根据现场试验实际需求取适量的风干土样,将其放置在橡皮板上进行操作,主要以碾压操作为主。

在此过程中,轻型击实试验需要按照一定搅拌原则,均匀筛下土样问题,以期可以为后续结果精确度提供安全保障。

同时,根据土颗粒塑限预估数值,按照合理的顺序确定试样含水量。

并按照一定的试验规则将一定量的土样合理平铺在对应仪器设备当中。

严格按照预估含水量,利用喷水设备实现对土样的喷洒处理。

此后,试验人员应该将搅拌均匀的土样放置在塑料袋当中或者其他设备当中,静置24h备用。

2.3土样重复使用
按照现行的规范，土工击实试验中使用的土样不可以重复使用。

不过部分文献资料，提出土样反复利用的干土法，也就是具有典型性的风干土样或小于50℃烘干的土样，放在橡皮板上进行碾碎过筛，小击实筒运用四分法选取过筛以后的
土样3 kg，大击实筒选择6.5 kg。

从当前试验实际情况来说，土样普遍使用的
情况较为常见，影响着试验结果。

造成结果不准确的原因，主要为土样的含水量
发生变化。

深度分析能够得知，土工击实试验的开展，需要对土样进行反复夯实，使得土体颗粒之间的结构出现变化，土壤粒径不断减少但表面积增加，颗粒自身
的吸水能力不断增强，同时最优含水量不断增加，因此重复使用制备的土样，获
得的最优含水量会很大。

2.4制备方法对试验
在击实试验中，土样的制备方法主要有风干与烘干两种。

通过有关试验得知，土样经过烘干后的密度比风干后的大，在含水量试验中，由于高温高热环境的影响，土料在外力作用下失水，颗粒间间隙减小，短期内形成气泡的可能性低。

因此，烘干土样的含水量低于风干土样，同时在压实试验中，土颗粒是承受外部垂
直压力的主体，因此土颗粒容易产生垂直永久变形。

同时，在干制备过程中，土
样通常采用滚动和干燥的方法制备，这导致大量细颗粒填充到原始土壤颗粒中，
导致干密度较高。

湿法制备一般适用于含水量较大的土样。

根据国家有关规范，为了使土样水
分分布均匀，通常采用空气干燥或干燥的方法。

虽然在试验前进行了空气干燥或
干燥步骤，但相应的水仍将留在土壤中，这些水将留在土壤中的空隙中，当压实
试验锤击时，压实工作的影响将产生孔隙压力，土壤中原有的气泡将在短时间内
消失。

然而，土样可能在短时间内反弹，导致土样变形。

因此，当采用湿法制备时，土壤不应被压碎，这可能导致土壤颗粒之间的间隙过大，影响测试数据。

因此，湿制备的推荐对象应为风干或天然土壤样品。

2.5击实功对于试验
室内土工击实试验中的“锤重×落距×锤击次数”称之为击实功。

它将影响
土体的含水量和压实度，同一种土样，不同击实功所产生的土样最优含水率及最
大干密度也不一样。

在日常试验中通过观察击实曲线后发现，在击实功发生变化时候，曲线的形
状不会发生太大变化，只是位置产生了上移，随着击实功的不断增大曲线不断往
左上方移动，通过数据分析，能够判断出当击实功增大后，试验土体的最大干密
度会增加，内部最佳含水量降低。

笔者团队在福州某工程项目中，现场采用了多
台额定功率不同的压路机，功率大的比功率小的压实效果好，在常规试验中，重
型击实仪和轻型击实仪的击实效果也不一样，其所表现出的最大干密度也存在差
异性，指标多为0.03～0.1g/cm3。

所以，在进行击实试验和压实度试验时候，应
根据不同土体粒径选择匹配的击实仪器，强调击实功同试验结果的契合效果，降
低击实功对检测结果的影响。

2.6击实筒内部余土高度
土工击实试验的开展，需要借助击实筒。

使用的击实筒内存在余土，余土的
多少影响着实验结果。

开展理想化土工击实试验时，对于余土高度设置为0，获
得相对标准的击实曲线。

通过进行试验分析，能够证实击实筒内部的余土高度增加，制作的土样单位体积将会增加，而击实功减少，使得干密度以及含水率发生
变化，土工击实试验结果难以得到有效保证。

除此之外，使用的击实筒规格差异，也会影响着击实试验结果的准确性，因此需要做好严格把控。

通过严格执行标准，实现对余土高度的有效控制，确保土工击实试验的质量和效果，保证击实之后不
存在余土，获得精准的数据。

2.7现场土质的影响
击实试验中的土样主要有自然土、风干土和烘干土等，不同性质的土样在压
实度试验中的试验结果也不同。

其中，自然土是自然界的产物，长期存在于户外，因此在土体内部含水量较大；而烘干土则是通过人工方式利用高温、高压环境处
理过的土样，因其存在灼烧和碳化环节，土样内部的微观环境遭遇到了破坏，失
去了土样原本的状态，与水体的交融性较差，最优含水量偏低。

因此在一般试验中，天然土的含水量较大，烘干土与天然土含水量较少，天然土的最大干密度较小，烘干土的最大干密度较大，二者的最佳含水量差异较大。

因此，进行室内土
工击实试验与回填土压实度检测精准度检测时，应选择风干土作为样本土体进行
试验，保障后续试验效果的准确性。

2.8含水率因素
从土工击实操作效果的角度来说，受土体含水率的影响较大。

不过含水率过
大或过小，都难以确保土体处于紧密状态。

若土体内部的含水率很小，土粒表面
结合水膜很薄，那么利用引力结合的土体颗粒之间，土体错动难度较大，并且随
意排列，难以达到密实的状态，干密度偏低。

3土工击实试验结果影响因素研究
关于土工击实试验结果影响因素的相关分析,可以从下述方面进行研究与分析:一方面,试验制备的影响,击实过程中土颗粒间结合水膜存在的问题比较明显,
如击实作用功处于持续增加状态时,土粒间的应力效果明显呈现出下降趋势。

此时,土质压实效果严重降低,且涉及到的干密度问题趋向减少。

另一方面,受余土
高度的影响,击实试验涉及到的总功问题一般不会受到试验方法等因素的干扰影响,如此一来,筒内土体击实情况会随着作用时间的延长而相应减少,在干密度表
现方面也会随之减少。

因此在试验过程中必须严加控制余土高度问题。

除上述影
响问题之外,像土粒级配、含水量问题等均会对试验过程造成影响,必须加以严格
管控。

4土工击实试验结果的质量控制策略
4.1严格按照规范操作
从土工击实试验的开展角度来说，若想保证土工击实试验结果的真实性和有
效性，为后续工作的开展提供保障，需要严格按照规范操作。

这需要试验人员对
现行的试验规范，有着深刻的理解，把握土工击实试验操作的要点，制定完善的
试验方案，结合后续工程的需求，开展具体的试验，获得所需的各类数据信息，
保证工程项目建设的效益。

4.2做好试验人员的培训
从土工击实试验结果的影响因素把控角度来说，需要试验操作人员认真负责，做好全过程的质量把控。

在具体实践中，要根据试验开展的要求和需求，配置充
足的高素质试验人员，负责土工击实试验工作。

开展试验作业前，对参与本次试
验的人员，进行业务培训，提升其操作能力水平，使其能够高质量落实各项试验
工作，保证试验结果的真实性和有效性。

4.3加大试验设备和操作环节的把控
土工击实试验的开展，需要借助相关的设备，进行各类试验操作，因此提出
要强化各方面的把控，保证试验规范开展，获得高质量试验数据。

在具体实践中
制定完善的设备使用、维护和管理制度，落实到具体实际，减少设备因素的影响。

除此之外，组织相关工作人员负责操作环节的管理，减少操作不规范行为的发生，最大程度上控制试验结果的真实性和有效性。

通过动态化控制，减少试验问题的
出现，保障相关工作的高质量落实。

结论
总而言之,通过应用土工击实试验方法至少可以获得填料含水量与干密度之
间的作用关系,按照曲线分析要求可以进一步获得最优含水量、最大干密度等数据,这无疑是为工程设计以及现场施工提供了良好的数据保障,尤其是配置含水量
问题。

因此,鉴于土工击实试验的重要性,我们必须明确该试验的理论方法,为工
程现场施工质量提供良好保障。

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