最佳含水量及最大干密度的确定方法

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947.4c m3；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）；

m0——含水量ω0时土样的质量（g）；

ω0——土样已有的含水量（%）；

ω1——要求达到的含水量（%）。

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）；

ρ0——湿密度（g/cm3）；

ω1——含水量（%）。

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）；

ρdmax——粒径小于5mm的土样试验所得的最大干密度（g/cm3）；

ρω——水的密度（g/cm3）；

G s2——粒径大于5mm砾石的饱和面干相对密度；

P5——粒径大于5mm颗粒含量占总土质重的百分数（%）。

计算至0.01g/cm3。

②最优含水量：

ω′opt=ωopt（1-P5）+P5ωab

式中ω′opt——校正后的最优含水量（%）；

ωopt——用粒径小于5mm的土样试验所得的最优含水量（%）；

ωab——粒径大于5mm颗粒的吸着含水量（%）。

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 s——土粒相对密度。

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。