10土的压实性2019.ppt
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土力学第十章 土的动力性质和压实性.doc
土力学第十章土的动力性质和压实性第十章土的动力性质和压实性第一节土在动荷载作用下的变形和强度特性一、作用于土体的动荷载和土中波车辆的行驶、风力、波浪、地震、爆炸以及机器的振动，都可能是作用在土体的动力荷载。
这类荷载的特点，一是荷载施加的瞬时性，二是荷载施加的反复性（加卸荷或者荷载变化方向）。
一般将加荷时间在10s以上者都看做静力问题，10s以下者则应视作动力问题。
反复荷载作用的周期往往短至几秒、几分之一秒乃至几十分之一秒，反复次数从几次、几十次乃至千万次。
由于这两个特点，在动力条件下考虑土的变形和强度问题时，往往都要考虑速度效应和循环（振次）效应。
考虑速度效应时，需要将加荷时间的长短换算成加荷速度或相应的应变速度，加荷速度的不同，土的反应也不同。
如图10-1所示，慢速加荷时，土的强度虽然低于快速加荷，但承受的应变范围较大。
循环（振次）效应是指土的力学特性受荷载循环次数的影响情况。
图10-2是说明振次效应的一个实例，土中σf表示静力破坏强度，σd为动应力幅值，σs是在加动应力前对土样所施加的一个小于σf的竖向静偏应力。
由图可见，振次愈少，土的动强度愈高。
随着动荷载反复作用，土的强度逐渐降低，当反复作用10次时，土样的动强度（σd+σs）几乎与静强度σf相同，在加大作用次数，动强度就会低于静强度。
所以，对于动荷载，除了必须考虑其幅值大小以外，尚应考虑其说包含的频率成分和反复作用的次数。
当汽车通过路面或火车通过轨道时，将动荷传到路基上，它们荷载的周期不规则，可从0.1s到数分钟，其特点是反复多次加荷，而且循环次数很多，往往多达103次以上。
因此必须从防止土体反复应变产生疲劳的角度考虑其性质变化。
地震荷载也是随机作用的动荷载，一般为0.2~1.0s的周期作用，但次数不多。
位于土体表面、内部或者基岩的振源所引起的土单元体的动应力、动应变，将以波动的方式在土体中传播。
土中波的形式有以拉压应变为主的纵波、以剪应变为主的横波和主要发生在土体自由界面附近的表面波（瑞利波）。
土的压实性
wop=12.1
特点：
①具有峰值
最大干密度 最优含水量
12 16 20 含水量w(%)
24 28
细粒土的最优含水率一般在塑限附近， 约特点： 最大干密度 最优含水量 2.0
dmax=1.86
②位于饱和曲线之下
1.8 1.6 1.4
wop=12.1
压实标准
A、 粘性土存在最优含水量ωop，在填土施工中应 该将土料的含水量控制在ωop左右，以期得到 ρdmax，通常取 ：
op ( 2 3% )
b. 工程上常采用压实系数控制（作为细粒 土填方密度控制标准，一般大于0.94）
填 土的 干 密度 c 100% 室 内标 准 击实 试验 的 d max
Gs w d 1 Gs w / Sr
Sr 1
( d )sat
0 4 8 12 16 20 24 28 Gs w 在迅速冲击作用下，土中气体不能 含水量w(%) 1 G s w 全被排出，即无论如何击实，土的 饱和度都达不到100％，击实曲线都 位于饱和曲线的左边。实践证明， 土被击实到最佳状态时，饱和度一 般在80％左右。
wdNn E 607.5 KN m / m 3 V
对ω=cosnst的土；分三层压实；
• 试验方法
测定击实后的ω、ρ，算定ρd
土
• 注意：仅适用于细粒土；对粗粒土， 可用较大尺寸的击实仪
细粒土的压实性
干密度d(g/cm3)
1.击实曲线
2.0
dmax=1.86
1.8 1.6 1.4 0 4 8
d ( d )sat
压实机理
干密度d(g/cm3)
2.0
dmax=1.86
特点：
①具有峰值
最大干密度 最优含水量
12 16 20 含水量w(%)
24 28
细粒土的最优含水率一般在塑限附近， 约特点： 最大干密度 最优含水量 2.0
dmax=1.86
②位于饱和曲线之下
1.8 1.6 1.4
wop=12.1
压实标准
A、 粘性土存在最优含水量ωop，在填土施工中应 该将土料的含水量控制在ωop左右，以期得到 ρdmax，通常取 ：
op ( 2 3% )
b. 工程上常采用压实系数控制（作为细粒 土填方密度控制标准，一般大于0.94）
填 土的 干 密度 c 100% 室 内标 准 击实 试验 的 d max
Gs w d 1 Gs w / Sr
Sr 1
( d )sat
0 4 8 12 16 20 24 28 Gs w 在迅速冲击作用下，土中气体不能 含水量w(%) 1 G s w 全被排出，即无论如何击实，土的 饱和度都达不到100％，击实曲线都 位于饱和曲线的左边。实践证明， 土被击实到最佳状态时，饱和度一 般在80％左右。
wdNn E 607.5 KN m / m 3 V
对ω=cosnst的土；分三层压实；
• 试验方法
测定击实后的ω、ρ，算定ρd
土
• 注意：仅适用于细粒土；对粗粒土， 可用较大尺寸的击实仪
细粒土的压实性
干密度d(g/cm3)
1.击实曲线
2.0
dmax=1.86
1.8 1.6 1.4 0 4 8
d ( d )sat
压实机理
干密度d(g/cm3)
2.0
dmax=1.86
十字共振法施工 ppt课件
区别图上的特征周期 0.35 0.40/0.45
7度 6（8） 8（10）
8度
9度
10（13）
16
12（15）
18
• 02 • 质 量 控 制
出具合格证书、机械材料准备 场地平整分区、放样
分部振动频率
控制单孔振动时间和振杆插拔速度
机械设备、材料合格证 隐蔽验收记录 自检记录 质量评定记录 施工记录 事故处理记录
谢谢聆听
共同学习相互提高
• 02 • 质量控制
• 02 • 质量控制
质量控制措施
为了确保共振法的施工质量，应推行全面质量管理办法，除设置专职质量 管理人员外，从机组操作工到机长，从施工员到项目负责人，都明确相应的质 量责任制，严格按照设计文件及施工工艺步骤进行施工。开工前项目负责人、 技术负责人对所有参加施工的人员进行培训，并进行技术交底，以加强每位施 工人员的质量意识，做到认真学习设计文件及图纸，严格督促各工序质量。
• 01 • 施工前准 备
密实前场地处理
在进行共振法施工前清除场地内大块建筑垃圾，并对施工场地原地 面进行清表、整平、碾压，以满足施工设备本身对地基承载力的要求。 碾压好，测出场地振动密实前的标高。同时场地里及四周要开挖排水沟。
• 01 • 施工前准 备
施工机械设备选择
施工机械主要包括：共振密实机（主机，辽宁抚挖50B，功率：125KW： 振动锤一台：DZ60KS，功率： 60KW；十字振动翼一根，规格：60*60cm， 长度根据处理深度确定；调频器一台，YCBIOO）；水泵，根据场地大小选用， 一般每十万平方米以下可用一台套； 挖掘机一台； 准仪一台。在施工前，所有 设备必须进行调试，检查设备的运转情况，确保所有设备正常运转。
土的压实性名词解释
土的压实性名词解释土的压实性是指土壤在受到外力作用后，减小孔隙度，提高颗粒间接触并增强颗粒之间的相互作用力的能力。
这种能力决定了土壤的稳定性、承载力和抗液化能力等重要土壤工程性质。
本文将从土的压实性的定义、影响因素及其应用等方面展开论述。
一、土的压实性的定义土的压实性是土壤经受外力作用后，颗粒之间的相互作用力增强，孔隙度减小的能力。
压实是指土的颗粒间接触增多，由原本较松散的状态转变为较紧密的状态。
而压实性则是指土壤的受力表现，即土壤在受到外力作用后，其受力特性发生变化。
通常可以通过测定土壤的密实度或孔隙度来评价土的压实性。
二、土的压实性的影响因素1.土壤含水量：土壤含水量的增加可以增加土壤颗粒之间的摩擦力，使土壤更容易压实。
适量的含水量可以促进土体颗粒接触和变形，进而增强土壤的压实性。
但过高的含水量会使土壤颗粒间势能降低，相互排斥减小，导致土壤的压实性下降。
2.土壤颗粒粒径分布：颗粒粒径分布的不均匀性对土体的压实性有较大影响。
当土壤颗粒粒径分布范围较大时，较小颗粒可以填充较大颗粒间的空隙，从而增强土壤的压实性。
3.孔隙度和孔隙结构：孔隙度和孔隙结构是决定土壤压实性的重要因素。
充实和合理分布的孔隙结构有利于土壤的压实性，而孔隙度过高则会降低土壤的压实性。
4.土壤粘粒含量：土壤中的粘粒含量越高，其颗粒间的相互作用力越强，压实性也就越好。
因此，在土壤工程中，有时会采取增加粘粒含量的方法来增强土壤的压实性。
三、土的压实性的应用土的压实性在土壤工程中具有重要的应用价值，主要体现在以下几个方面：1.土壤的稳定性：土壤在受到外力作用时，较好的压实性可以使土体的颗粒间接触增多，相互作用力增强，从而提高土壤的稳定性。
这对于需要保证土壤不发生塌方或滑移等问题的工程非常重要。
2.承载力与抗液化能力：土的压实性与土壤的承载力密切相关。
良好的压实性使得土壤的颗粒更加紧密排列，颗粒间的摩擦力增大，因此土壤的承载力也随之增强。
建筑工程施工技术PPT课件
1.30 ～
1.45
1.10～ 1.20
用爆破方法开挖
(特坚硬 石) )
安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚 1.45
实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、 ～
辉长岩、辉绿岩、玢岩
1.50
1.20～ 用爆破方法开挖 1.30
1.1.2 土的工程性质
一、 土的含水量
土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质
量之比的百分率。
夯实方法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实填土，适用
于小面积填土的压实。夯实机械有夯锤、内燃夯土机和蛙 式打夯机等。
1.3.3 填土压实的影响因素
填土压实的主要影响因素为压实功、土的含水量 以及每层铺土厚度。
一、 压实功的影响
填土压实后的密度与压实机械在其上所施加功的 关系见图1.33。
二、 含水量的影响
或由于动荷载的作用，使土体产生的剪应力超过土 体的抗剪强度
一、 土方边坡
土方边坡的坡度以挖方深度(或填方深度) h与底宽 b之比表示(图1.11)，即
土方边坡坡度= h/b=1/(b/h)=1∶m 式中 m=b/h 称为边坡系数。
当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或 管沟底面标高时，挖方边坡可做成直立壁不加支撑，但深度 不宜超过下列规定： 密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土)：1.0m； 硬塑、可塑的粉土及粉质粘土： 1.25m； 硬塑、可塑的粘土和碎石类土(充填物为粘性土)：
第1章 土方工程施工
1.1 土的工程分类及其工程性质
本 1.2 基坑（槽）的土方开挖 章 1.3 土方填筑与压实 内 容 1.4 土方工程机械化施工
1.5 人工降低地下水位
1.1 土的分类及工程物理性质
击实试验
干法击实试样制备
• 取代表性土样20kg（重型为50kg），风干 碾碎，过5mm（重型过20或40mm）筛， 将筛下土样拌匀，并测定土样的风干含水 率。
• 根据土的塑限预估最优含水率，制备5~7个 不同含水率的一组试样，相邻2个含水率的 差值宜为2％。
• 根据试验所需的土量与含水量，制备试样 所需的加水量由下式计算：
的含水率变化途径)分类 • 干法击实、湿法击实。
轻型击实和重型击实适用范围
• 轻型击实适用于粒径小于5mm 的粘性土
• 重型击实重型击实试验适用于粒径不大于 20mm的土
• 区别：击实功能的大小；
•
击实筒和击锤尺寸。
湿法击实和干法击实的适用范围
• 干法击实：适用于现场土料含水率较低， 碾压时需加水至最优含水率附近的情况。
mw
1
m0 0.01w0
0.01w1
w0
例如：试验所需的土料质量为10kg，土料的 含水量为14％，试样的设计含水量为19.5 ％计算需要的加水量。
mw
10 1 0.14
0.0119.5
14.0
0.48kg
制样
湿法击实试样制备
• 将天然含水率的土样碾碎后，过5mm筛， 在筛下土取20kg左右,拌匀并测定天然含水 率。分成 5~7个试样，预估最优含水率， 将试样风干至不同含水率，最优含水率上 下至少各有2个试样。
2．最优含水量和最大干密度
• 土的干密度ρd是反映土的密实度的重要指
标
• 曲线表明，在某一固定的击实功能条件下， 存在一个含水量可使填土的干密度达到最 大值，产生最好的击实效果。
ω • 最优含水量（或最佳含水量），用 op表
示。
ρ • 最大干密度，用 dmax 表示。
土的压实性
d
Gsw 1 Gsw /
Sr
Sr 1
(d )sat
Gsw 1 Gsw
2. 影响因素
a. 击实功能
d
N 50
N 30 N 10
d d
const
E
Байду номын сангаас
b. 土的级配
E , op ,d,max
const, E ,d存在一个上界
d
E const
3
2 1
级配越好，其dmax越大， op越小。
c. 击实方式 夯实、辗压、振动；辗压对粘土比较合适，夯实对粗粒土较适合
2.6 土的压实性
土的压实性：指在一定的含水率下，以人工或机械的 方法，使土能够压实到某种密实程度的性质
室内：击实试验 现场：碾压试验
击实试验
轻型：粒径小于5毫米
V 947cm3 G 2.5Kg
H 30.5cm
25下，分三层击实
重型：粒径小于40毫 米 V 2104cm3 G 4.5Kg
最大干密度 特点： 最优含水量 ①具有峰值 ②位于饱和曲线之下
d (d )sat
干密度d(g/cm3)
2.0
dmax=1.86
1.8
1.6
1.4
wop=12.1
0 4 8 12 16 20 24 28 含水量w(%)
粘性土渗透系数很小， 压实过程中含水量几乎 不变，要想击实到饱和 状态是不可能的。
H 45.7cm
56下，分5层击实
击实仪
《土工试验方法标准》（国家标准） 轻型:d<5mm; V=947cm3, m=2.5kg，落高30.5cm，
分3层,每层 25击 重型:d<40mm; V=2104cm3, m=4.5kg,落高47.7cm ，
土方工程图文页PPT课件
其设计标高调整值按下式计算：
下页下页
H0,
H0
Q Na2
式中： Q——场地根据H0平整后多余或不足的土方 量。
3、 场地泄水坡度的影响
调整后的设计标高是一个水平面的标高，而实际 施工中要根据泄水坡度的要求(单坡泄水或双坡泄水)
目录
计算出场地内各方格网角点实际设计标高。
⑴ 场地为单坡泄水时，场
上页
地内任意点的设计标高则为：
目录
上页
d
ms v
mS——土中固体颗粒的质量 V——土的天然体积
干密度对土方施工
下页 干密度工程意义：在填土有压什么实影时响，？ 土经过
打夯，质量不变，体积变小，干密度增加 ，我们通过测定土的干密度ρd，从而可判 断土是否达到要求的密实度。
4、土的可松性
土的最初可松性：天然土经开挖后，其体
积因松散而增加，虽经振动夯实，仍然不
目录
六类土 次坚石
VII～ IX
泥岩、砂岩、砾岩；坚实的页岩、泥 灰岩，密实的石灰岩；风化花岗岩、 片麻岩及正长岩
用爆破方法开 挖，部分用风 镐
上页
大理石；辉绿岩；粉岩；粗、中粒花
七类土
X～ 岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、 用 爆 破 方 法 开
坚石
XIII 片麻岩、石灰岩；微风化安山岩；玄 挖
下页
● 考虑最高洪水位的影响。
三、 H0 的确定步骤
如场地设计标高无特殊要求时，可根据挖 目录 填土方量平衡的原则确定H0 ,其步骤如下：
⑴ 划分方格网
上页 方格网边长a 可取10
～50m，常用20m、40m
；
下页
挖填平衡原则即 场地内土方的绝 对体积在平整前 、后相等
下页下页
H0,
H0
Q Na2
式中： Q——场地根据H0平整后多余或不足的土方 量。
3、 场地泄水坡度的影响
调整后的设计标高是一个水平面的标高，而实际 施工中要根据泄水坡度的要求(单坡泄水或双坡泄水)
目录
计算出场地内各方格网角点实际设计标高。
⑴ 场地为单坡泄水时，场
上页
地内任意点的设计标高则为：
目录
上页
d
ms v
mS——土中固体颗粒的质量 V——土的天然体积
干密度对土方施工
下页 干密度工程意义：在填土有压什么实影时响，？ 土经过
打夯，质量不变，体积变小，干密度增加 ，我们通过测定土的干密度ρd，从而可判 断土是否达到要求的密实度。
4、土的可松性
土的最初可松性：天然土经开挖后，其体
积因松散而增加，虽经振动夯实，仍然不
目录
六类土 次坚石
VII～ IX
泥岩、砂岩、砾岩；坚实的页岩、泥 灰岩，密实的石灰岩；风化花岗岩、 片麻岩及正长岩
用爆破方法开 挖，部分用风 镐
上页
大理石；辉绿岩；粉岩；粗、中粒花
七类土
X～ 岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、 用 爆 破 方 法 开
坚石
XIII 片麻岩、石灰岩；微风化安山岩；玄 挖
下页
● 考虑最高洪水位的影响。
三、 H0 的确定步骤
如场地设计标高无特殊要求时，可根据挖 目录 填土方量平衡的原则确定H0 ,其步骤如下：
⑴ 划分方格网
上页 方格网边长a 可取10
～50m，常用20m、40m
；
下页
挖填平衡原则即 场地内土方的绝 对体积在平整前 、后相等
第十章 粘土
次生矿物：岩石经化学风化后所形成的新的矿物， 次生矿物：岩石经化学风化后所形成的新的矿物，
其成分与母岩不相同 粘土矿物有高岭石、伊利石、 例：粘土矿物有高岭石、伊利石、蒙脱石等
特征：性质较不稳定，具有较强的亲水性， 特征：性质较不稳定，具有较强的亲水性，遇水
易膨胀的特点
二、土中的水
土中水的含量明显地影响土的性质( 土中水的含量明显地影响土的性质(尤其是粘性 土)。土中水除了一部分以结晶水的形式吸附于固 体颗粒的晶格内部外， 体颗粒的晶格内部外，还存在结合水和自由水 1.结合水 结合水
强结合水：紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、 强结合水：紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、 几乎完全固定排列、 几乎完全固定排列、丧失液体的特性而接近于固体 弱结合水：紧靠强结合水的外围形成的结合水膜， 弱结合水：紧靠强结合水的外围形成的结合水膜，所 受的电场作用力随着与颗粒距离增大而减弱
2.自由水 自由水
ms
三、换算指标
质量m 质量 气 mw m 水 土粒 体积V 体积 Vw Va VV
1.孔隙比 和孔隙率 孔隙比e和孔隙率 孔隙比 和孔隙率n
孔隙比e 孔隙比 ：土中孔隙体积与土
粒பைடு நூலகம்积之比
V e = V
v s
ms
孔隙率n 孔隙率n ：土中孔隙体积与总
体积之比， 体积之比，以百分数表示
Vv × 100 % V V S r = ω × 100 % Vv n =
试验方法
筛分法：适用于 筛分法：适用于0.075mm≤d≤60mm 比重计法:适用于d＜0.075mm 比重计法:适用于
筛分法 用一套孔径不同的筛子， 用一套孔径不同的筛子，按 从上至下筛孔逐渐减小放置。 从上至下筛孔逐渐减小放置。 将事先称过质量的烘干土样 过筛， 过筛，称出留在各筛上的土 质量， 质量，然后计算其占总土粒 质量的百分数
建筑工程技术 教材 知识点土的压实性
用锤击实土样以了解土的压实特性。
1实验设备：
轻型击实仪：适用于房心土、肥槽、管沟等
重型击实仪：适用于路基、地基等
第三页，共七页。
石家庄职业技术学院建筑工程系
模块二 土方工程施工 单元二 土的工程性质 知识点5 土的压实性
四、击实实验：
2实验过程：
〔1〕将含水量ω为一定值的扰动土样分层〔3-5层〕装入击实筒中；
石家庄职业技术学院建筑工程系
模块二 土方工程施工 单元二 土的工程性质 知识点5 土的压实性
结束
第六页，共七页。
石家庄职业技术学院建筑工程系
内容总结
一、压实性定义：。采用人工或机械对土施以夯压能量〔如夯、碾、振动等方式〕，使土颗粒重 新排列压实变密的性质。轻型击实仪：适用于房心土、肥槽、管沟等。〔1〕将含水量ω为一定值的扰 动土样分层〔3-5层〕装入击实筒中。〔3〕由击实筒的体积和筒内被压实土总重计算出湿密度ρ，并可 计算出干密度ρd。〔4〕由一组几个〔通常5个〕不同含水量的同一种土样分别按上述方法进行试验。3 假设为提高工效，工地调来一台压路机，是否允许其作业
五、案例分析：
某小区门卫房坐落于肥槽回填土上。按照设计要求，应分层夯实，压实系数不小于95%。在施工前在监 理见证下，由专业实验室取走两袋回填拟采用的场地留置土。实验室出具的击实实验报告显示，按照轻 型击实实验，场地准备回填土的最大干密度为165，最优含水量25%。 1监理在检查中抽取土样时，得到10个土样，最小值为157。该部位回填土质量可否判断合格？
〔2〕用击锤按规定的落距和击数锤击每层土样；
〔3〕由击实筒的体积和筒内被压实土总重计算出湿密度ρ，并可计算出干密度ρd；
〔4〕由一组几个〔通常5个〕不同含水量的同一种土样分别按上述方法进行试验；
1实验设备：
轻型击实仪：适用于房心土、肥槽、管沟等
重型击实仪：适用于路基、地基等
第三页，共七页。
石家庄职业技术学院建筑工程系
模块二 土方工程施工 单元二 土的工程性质 知识点5 土的压实性
四、击实实验：
2实验过程：
〔1〕将含水量ω为一定值的扰动土样分层〔3-5层〕装入击实筒中；
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模块二 土方工程施工 单元二 土的工程性质 知识点5 土的压实性
结束
第六页，共七页。
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内容总结
一、压实性定义：。采用人工或机械对土施以夯压能量〔如夯、碾、振动等方式〕，使土颗粒重 新排列压实变密的性质。轻型击实仪：适用于房心土、肥槽、管沟等。〔1〕将含水量ω为一定值的扰 动土样分层〔3-5层〕装入击实筒中。〔3〕由击实筒的体积和筒内被压实土总重计算出湿密度ρ，并可 计算出干密度ρd。〔4〕由一组几个〔通常5个〕不同含水量的同一种土样分别按上述方法进行试验。3 假设为提高工效，工地调来一台压路机，是否允许其作业
五、案例分析：
某小区门卫房坐落于肥槽回填土上。按照设计要求，应分层夯实，压实系数不小于95%。在施工前在监 理见证下，由专业实验室取走两袋回填拟采用的场地留置土。实验室出具的击实实验报告显示，按照轻 型击实实验，场地准备回填土的最大干密度为165，最优含水量25%。 1监理在检查中抽取土样时，得到10个土样，最小值为157。该部位回填土质量可否判断合格？
〔2〕用击锤按规定的落距和击数锤击每层土样；
〔3〕由击实筒的体积和筒内被压实土总重计算出湿密度ρ，并可计算出干密度ρd；
〔4〕由一组几个〔通常5个〕不同含水量的同一种土样分别按上述方法进行试验；
最新土的击实试验和现场压实质量检测精品课件
※ 粘滞水理论
击实曲线反映出在土中加水的四个阶段，
即结合、润滑、膨胀和饱和。
结合：土粒周围由薄的水膜包围，这种
水具有高的粘滞性，能承受一定的剪应力，
干密度低；
润滑：增加水量使水膜变厚，土粒润滑，
干
击实时土粒更容易聚集到一起，随着水量
密
度
增加，更多的空气从土中排出，一直到水
饱和线 润滑 膨胀
饱和
中只含有微小的封闭气泡，这种最大的含 水率称为润滑界限；
1、压实理论
※ 水膜润滑理论
粘性土在低含水率时，土颗粒周围水膜薄， 表面张力形成的毛管压力大，土颗粒间摩阻力 高，土粒相互移动困难，故压实干密度低，土 粒呈絮凝结构；逐渐增加含水量，土颗粒周围 水膜变厚，水膜对土颗粒的润滑作用逐渐加大， 表面摩阻力随之减小，压实干密度增大。当含 水率增大到某一值时，干密度达最大。但当含 水率超过最优含水率后，土中气体被水包围处 于封闭状态，不易排出，如再增加含水率，由 于土中的自由水增多，抵消了部分压实的能量， 土的干密度反而降低，此时，土粒呈分散结构。 （见图）
当大于5mm的颗粒含量占土总质量≤30% 时，可以采用公式进行校正。
1. 5 击实试验过程的注意事项 1、试验仪器必须放置于坚实平整的地面上，
应避免在具有弹性的木板上做试验；
2、击锤下落的锤击点必须均匀分布于试样 面上，特别是采用手动击实仪时尤其应注 意；
3、应尽量使每层击实的土质量相等或相近， 避免各层厚度出现极厚或过薄现象；
结合
膨胀：含水率超过了润滑界限，将引起土
含水率
体膨胀，多余的水使土粒分离，因而，干 密度降低；
饱和：土体饱和，封闭气泡所占的孔隙全
部由水代替，干密度进一步降低。
无粘性土的相对密实度和粘性土的稠度及土的压实性PPT演示课件
• 从图中可以看出，当含水率较
小时，土的干密度随着含水率
的增加而增大，而当干密度增
加到某一值后，含水率继续增
加反而使干密度减小。干密度
的这一最大值称为该击数下的
最大干密度，此时对应的含水
率称为最优含水率。
土
26
影响土的压实性的因素
• 击实功能的影响
1. 实验室中的击实功能是用击数来反映的，对 同一种土，压实功能小，则能达到的最大干 密度也小，最优含水率大；压实功能大，则 能达到的最大干密度也大，最优含水率小
轻型：粒径小于5毫米
V 947cm3 G 2.5Kg
H 30.5cm
25下，分三层击实
重型：粒径小于40毫米
V 2104cm3 G 4.5Kg
H 45.7cm
56下，分5层击实
土
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击实仪
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土
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影响土的压实性的因素
2019/11/7
• 含水率的影响
• 对同一种土料，分别在不同的 含水率下，用同一击数将他们 分层击实，测定土样的含水率 和密度，然后以含水率为横坐 标，干密度为纵坐标，绘制击 实曲线。
Ip
塑性指数表示处于可塑状态时土的含水率可变化幅度。塑 性指数越大，可塑状态含水率变化范围也大。塑性指数是 反映粘性土性质的一个综合性指标。一般地，塑性指数越 高，土的粘粒含量越高，所以常常用作粘性土地分类指标
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土
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液性指数
IL
w wP wL wP
w wP IP
粘性土即使具有相同的含水率，也未必处于同样的状态，与 无粘性土的相对密实度相似，粘性土的状态用液性指数来判 别。
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1.击实曲线
d
风干土
完全饱和土
①不存在最优含水量； ②在完全风干和饱和两种状 态下易于击实； ③潮湿状态下ρd明显降低。
粗砂 ω =4~5%时，干密度最小 中砂 ω=7%；
20% 60％
砂土的击实曲线
2. 理论分析
d
风干土
完全饱和土
20% 60％
砂土的击实曲线
✓ 对粗粒土，击实过程中可以自由排水，不存在
细粒土中出现的现象。
✓ 在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力
3. 压实标准 ✓ 常用相对密度控制 Dr>0.7~0.75，至少Dr>0.67。
✓ 施工过程中要么风干，要么就充分洒水，使土料饱和
表 一般土的最优含水率和最大干密度
土类
砂类土
亚砂土
亚粘土
轻粘土
Ip
＜3
3～7
7～17
17～25
w op(%)
击实功关系密切。
研究击实性的目的：揭示压实作用下压实功与土的干 密度、含水率三者之间的关系和基本规律，从而确定 适合工程需要的填土的干密度与相应的含水率，以及 为达到相应击实标准所需要的最小压实功。
击实方法： 室内击实试验 现场填筑试验: 夯打、振动、碾压
一. 室内击实试验 二. 细粒土的击实性 三. 粗粒土的击实性
特点：
①具有峰值
干密度d(g/cm3)
2.0
dmax=1.86
1.8
1.6
wop=12.1
1.4
0 4 8 12 16 20 24 28
最大干密度
含水量w(%)
最优含水量
细粒土的最优含水率一般在塑限附近， 约为液限的0.55～0.65倍。
二. 细粒土的压实性
1.击实曲线
干密度d(g/cm3)
最大干密度 2.0
7～12
9～15
12～20 18～25
d max(g·cm-3) 1.80～1.95 1.70～1.95 1.60～1.85 1.55～1.70
特点：
最优含水量
dmax=1.86
1.8
②位于饱和曲线之下
d
Gs w
1 Gsw /
Sr
1.6 1.4
wop=12.1
Sr 1
( d
)sat
Gs w
1 Gsw
d ( d )sat
0 4 8 12 16 20 24 28 在迅速冲击作用含下水，量土w(中%气) 体不能 全被排出，即无论如何击实，土的 饱和度都达不到100％，击实曲线都 位于饱和曲线的左边。实践证明， 土被击实到最佳状态时，饱和度一 般在80％左右。
含水量的增加而逐渐减小
3. 影响因素
b. 土的级配
d
E const
3 2
1
级配越好，其d max 越大， op越小。
含细粒愈多的土，其最大干密度值愈小，而最优含水率 愈大。土料中含有一定的粗颗粒(砾、砂等)或土料级配 良好，土能在较小的最优含水率下得到较大的干密度。
c. 击实方式 : 夯实、辗压、振动； 辗压对粘土比较合适
4. 压实标准
A、 粘性土存在最优含水量ωop，在填土施工中应 该将土料的含水量控制在ωop左右，以期得到 ρdmax，通常取 ：
op ( 2 3%)
b. 工程上常采用压实系数控制（作为细粒 土填方密度控制标准，一般大于0.94）
填土的干密度
c 室内标准击实试验的d max 100%
三. 粗粒土的压实性 特点
土的压（击）实性
土的结构
重塑土的强度 < 原状土的强度
击实试验
土的结构
影 响
土颗粒或粒团的 空间排列和相互联结
力学特性
研究土的压实性意义
压实：指土通的过压夯实打性、是振指动用、重碾复压性等的，冲使击土动体荷 变得密实载、可以将提土高压土密的的强性度质、。减土小的土压的密压程缩度 性和渗透用性干密度来表示，它与土的含水率和
• 试验条件 土样分层n=3层；落高d=30cm；击数N=27/层
• 击实能量
E wdNn 607.5KN m / m 3 V
• 试验方法 对ω=cosnst的土；分三层压实；
测定击实后的ω、ρ，算定ρd
土
• 注意：仅适用于细粒土；对粗粒土， 可用较大尺寸的击实仪
二. 细粒土的压实性
1.击实曲线
压实机理：
2.0
dmax=1.86
1.8
ω ωop, ρ d ρdmax
1.6
•水膜润滑作用效果最佳; •尚没有形成封闭气泡，1气.4 易于排出; wop=12.1
0 4 8 12 16 20
ω< ωop , ρ d< ρdmax
含水量w(%)
•颗粒表面水膜很薄，相对移动困难
24 28
ω> ωop , ρ d< ρdmax
击实试验参数：
轻型
击实功能
591.6kJ/m3
适应粒径
5mm
试样制备 操作要求 取样数量
5个，大约以塑限为 界
分3层击实， 每层25击 扰动土样
不少于15kg
重型 2682.7J/m3
40mm 不作要求
分5层击实， 每层56击 扰动土样
不少于30kg
室内击实试验：
• 试验设备 击实筒V=1000cm3；击实锤w=2.5牛顿
一、土的击实性试验
1）现场填筑试验 是在现场选一试验地段，按设计要求和施工方 法进行填土，并同时进行有关的测试工作，以 查明填筑条件(如土料、堆填方法，压实机械等) 和填筑效果(如土的密实度)的关系。
2）室内击实试验 室内击实试验是近似地模拟现场填筑的一种半经验 性的试验。试验时，在一定条件下用锤击法将土击 实，以研究土在不同击实功能下的击实特性，以便 获取设计数值，为工程设计提供初步的填筑标准。
•水膜润滑作用不明显; •封闭气泡难以排出; •增加水的相对含量
3. 影响因素
a. 击实功能
d
N 50
N 30 N 10
d
const
d
临界功
E
E ,op , d,max const , E ,d 存在一个上界
••
•
曲 水在比实对功含一右功线 量于能水定 段 对表愈同 而 量击 的 干变 超一明小实 坡 密化 过种，，功 度 度最土压相下陡的优，实 应，些影最含功 的粘。响优水性当较能 最含量土土大愈 大水以的含，量后大 干击水偏和，， 密实率高最压得 度偏时曲实大到愈低则线功干的高时 收一能密， 效般最。的度增 不是优影随加 大左响压含击 。段随实
干密度d(g/cm3)
2. 理论分析
压实机理：
2.0
dmax=1.86
1.8
1.6
1.4
wop=1Leabharlann .10 4 8 12 16 20 24 28 含水量w(%)
✓颗粒被击碎，土粒定向排列; ✓土粒破碎，粒间联结力被破坏而发生孔隙体积减小; ✓气被挤出或被压缩等
2. 理论分析
干密度d(g/cm3)