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。

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