最佳含水量及最大干密度的确定方法
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最佳含水量及最大干密度
的确定方法
This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
2.土的最佳压实度测定方法
本试验的目的,是用轻型击实方法,或某种击实仪在一定击实次数下,测定土的含水量与密度的关系,从而确定该土的最优含水量与相应的最大干密度。
本试验适用于粒径小于5mm的土料。粗、细、混合料中如粒径大于5mm的土重小于总土重3%时,可以不加校正。在3~30%范围内,则应用计算法对试验结果进行校正。
一、轻型击实法
(1)仪器设备本
试验需用下列仪器设备:
①轻型击实仪:技术性能为:锤质量2.5kg;锤底直径51mm;落高305mm;击实筒:直径102mm,高度116m,容积947.4cm3;单位体积击实功为
591.6kJ/m3(分三层击实,每层25击)。
②天平:称量200g,感量0.01g;称量2000g,感量1g。
③台称:称量10kg,感量5g。
④筛:孔径5mm。
⑤其他:喷水设备、碾土器、盛土器、推土器、修土刀及保湿设备等。
(2)操作步骤
①将代表性的风干或在低于60℃温度下烘烤干的土样放在橡皮板上,用木碾碾散或碾土机械碾散,过5mm筛拌匀备用,土量为15~20kg。
②测定土样风干含水量,按土的塑限估计其最优含水量,选择5个含水量,依次相差约2%,其中有两个大于和两个小于最优含水量。所需加水量可按下式计算:
式中m——所需的加水量(g);
m
——含水量ω0时土样的质量(g);
ω
——土样已有的含水量(%);
ω
——要求达到的含水量(%)。
1
③按预定含水量制备试样。称取土样,每个约2.5kg,分别平铺于一不吸水的平板上,用喷水设备往土样上均匀喷洒预定的水量,稍静置一段时间装入塑料袋内或密封盛样器内浸润备用。浸润时间对高塑性粘土(CH)不得少于一昼夜,低塑性粘土(CL)可酌情缩短,但不应少于12h。
④将击实仪放在坚实底面上,取制备好的试样600~800g(其量应使击实后试样略大于筒高的1/3)倒入筒内,整平其表面。并用圆木板稍加压紧,然后按25击击数进行击实。击实时击锤应自由铅直落下,落高为305mm,锤迹必须均匀分于土面,然后安装套环,把土面刨成毛面,重复上述步骤进行第二层及第三层的击实,击实后超出击实筒的余土高度不得大于6mm。
⑤用修土刀沿套环内壁削挖后扭动并取下套环,齐筒顶细心削平试样,拆除底板,如试样底面超出筒外亦应削平。擦净筒外壁,称质量,准确至1g。
⑥用推土器推出击实筒内试样,从试样中心处取2个各约15~30g土测定其含水量。计算至0.1%,其平行误差不得超过1%。
⑦按④~⑥步骤进行其它不同含水量试样的击实试验。
计算及制图
(1)按下式计算击实后各点的干密度:
式中ρd——干密度(g/cm3);
ρ
——湿密度(g/cm3);
ω
——含水量(%)。
1
计算至0.01g/cm3。
(2)以干密度为纵座标,含水量为横座标,绘制干密度与含水量的关系曲线,曲线上峰值点的纵横座标分别表示土的最大干密度和最优含水量,如附图4.1。如果曲线不能绘出准确峰值点,应进行补点。
附图4.1ρd~ω关系曲线(3)当直径大于5mm的砾石含量为3~30%时,按下式计算校正后的最大干密度及最优含水量。
①最大干密度:
式中ρ′dmax——校正后土的最大干密度(g/cm3);
ρ
——粒径小于5mm的土样试验所得的最大干密度(g/cm3);
dmax
ρ
——水的密度(g/cm3);
ω
G
——粒径大于5mm砾石的饱和面干相对密度;
s2
P
——粒径大于5mm颗粒含量占总土质重的百分数(%)。
5
计算至0.01g/cm3。
②最优含水量:
ω′
=ωopt(1-P5)+P5ωab
opt
式中ω′opt——校正后的最优含水量(%);
ω
——用粒径小于5mm的土样试验所得的最优含水量(%);
opt
ω
——粒径大于5mm颗粒的吸着含水量(%)。
ab
计算至0.1%。
③按下式计算饱和含水量:
式中ωsat——饱和含水量(%);
G
——土粒相对密度。
s
二、重型击实法:
(1)重型击实仪的技术性能:锤质量4.5kg,落距457mm,击实筒直径为152mm,筒高116mm,容积2104cm3,单位击实功为2682.7kJ/m3(分五层击实,每层56击)。
(2)除分五层击实,每层为56击外,其他与轻型击实法相同。