10土的压实性2019.ppt
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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
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
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。
• 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
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
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
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
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=12.1
0 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)
压实机理：
2.0
dmax=1.86
wenku.baidu.com
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
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。
•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
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
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(%)
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
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
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
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。
• 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
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
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
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
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=12.1
0 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)
压实机理：
2.0
dmax=1.86
wenku.baidu.com
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
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。
•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
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
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(%)
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