9土工试验与原理2016(击实)

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重型击实试验
2981.8-1103=1878.8g
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1878.8/997=1.88g/cm3 1.88/(1+10.2%)=1.71g/cm3
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土的击实特性
由击实试验结果可以得到土的含水率与干密 度关系曲线 , 见图 4-11。从图中可看出以下土 的击实特性: 1. 击实曲线有个峰点 , 这说明在一定击实功 作用下, 只有当土的含水率为某一定值 ( 称为 最佳含水率)时，土才能被击实至最大干密度。 若土含水率小于或大于最佳含水率时，则所 得的干密度都小于最大值。
CBR 2.5 p 100 % 7000
贯入量为5.0mm时的单位压力与标准压力的 承载比为
CBR5.0 p 100 % 10500
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《公路土工试验规范》(JTG E40-2007) T0134-1993条文说明：
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0.9×0.2398/(1.9635×10-3) =110kPa
饱和曲线
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(4)轻型击实试验中，当试样中粒径大于5mm的土质 量小于或等于试样总质量的30%时，应对最大干密 度和最优含水率进行校正(如果含量超过30%，此时 大颗粒土间的孔隙将不能被细粒上所填充，应使用 其他试验方法)。 ①按式(5-29)计算校正后的最大干密度：
' d max
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成果整理 (1)按式(5-27)计算干密度：
d
1 0.01w
(4-24)
式中 ρd──干密度(g/cm3)， 准确至0.01g/cm3； ρ──密度(g/cm3)； w──含水率(%)。 (2)按式(5-28)计算饱和含水率： 1 1 (4-25) w 100%
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p~l曲线交点坐标数值
6.61-3.36=3.25 3.25-0.19=3.06
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E
pD
4l
(1 2 )
200 50
4 3.06 0.1
(1 0.35 2 ) 22522 kPa
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(4)将试样2.5kg(轻型击实试验)或5.0kg(重型击 实试验)平铺于不吸水的平板上，按预定含水 率用喷雾器喷洒所需的加水量，充分搅和并 分别装入塑料袋中静置24小时。 (5)将击实筒固定在底座上，装好护筒，并在 击实筒内壁涂一薄层润滑油，将搅和的试样 2~5kg分层装入击实筒内。对于轻型击实试验， 分三层，每层25击；对于重型击实试验，分 五层，每层56击，两层接触土面应刨毛，击 实完成后，超出击实筒顶的试样高度应小于 6mm。
主要试验步骤：
进行击实试验，求得试料的最大干密度和
最佳含水率；按最佳含水率用试筒制备试 件。 将试件和试筒安放在杠杆压力仪上，采用 杠杆压力仪对试件进行加载和卸载，从而 测得土的回弹量，从而进一步计算土在每 级荷载下的回弹模量。
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每个回弹变形读数应减去交点坐标数值予以修正

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2. 当土的含水率偏干时 , 含水率的变动对干密 度的影响要比含水率偏湿时的影响更为明显 , 由图上可看出曲线的左段较右段陡。 3. 该图右上侧的一根曲线称为饱和曲线 , 它表 示当土在饱和状态时的含水率与干密度之间 的关系。根据土中各相的相对含量关系 , 可以 推导得饱和曲线的表达式为:
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承载比(CBR)试验


试验简介
定义： 承载比试验是由美国加州公路局首先提出 来 得 ， 简 称 CBR 试 验 (California Bearing Ratio的缩写) 。 CBR 值是指试料贯入量达 2.5mm 时，单位 压力对标准碎石压入相同贯入量时标准荷 载强度的比值。
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2. 击实功对最佳含水率和最大干密度的影响。 对同一种土用不同的击实功进行击实试验后表 明: 击实功愈大, 土的最大干密度也愈大, 而土 的最佳含水率则愈小。但是这种增大击实功是 有一定限度的, 超过这一限度, 即使增加击实功 , 土的干密度的增加也不明显。
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sat
d
Gs
式中 wsat──饱和含水率(%)； 其余符号同前。 2016/5/7
wGs S r e S r 100% G d s w 1 e
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(3)以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，绘制干 密度与含水率的关系曲线及饱和曲线 ( 见图 )，干 密度与含水率的关系曲线上峰点的坐标分别为土 的最大密度与最优含水率，如不连成完整的曲线 时，应进行补点试验。
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土的击实原理及工程意义
击实试验的原理



击实是指采用人工或机械对土施加夯压能量 (如打夯、碾压、振动碾压等方式 ), 使土颗粒 重新排列紧密。 对于粗粒土，因颗粒的紧密排列, 增强了颗粒 表面摩擦力和颗粒之间嵌挤形成的咬合力。 对细粒土，则因为颗粒间的靠紧而增强粒间 的分子引力 , 从而使土在短时间内得到新的结 构强度。
l=2.5mm时，p=611kPa
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回弹模量试验
试验简介


目的和适用范围： 测试土的回弹模量。 仪器设备： 击实试验的大击实筒 杠杆压力仪或路面材料强度仪。
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回弹模量仪
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1 1 P5 P5 w Gs 2
d max
(4-26)
式中 dmax——校正后试样的最大干密度(g/cm3)； P5——粒径大于5mm土的质量百分数(%)； Gs2——粒径大于5mm土粒的饱和面干比重(饱和面干比重是指当 土粒呈饱和面干状态时的土粒总质量与相当于土粒总体积的纯水4℃ 时质量的比值)。 2016/5/7 17
轻型击实筒
重型击实筒
击锤与导筒
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LQ-Ⅱ标准击实仪
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轻重两用标准手提式击实仪
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电动击实仪
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仪器设备
(2)称量200g的天平，感量0.01g； (3)称量10kg的台秤，感量1g； (4)孔径为20mm、40mm和5mm的标准筛； (5)试样推土器； (6)其他，如喷雾器、盛土容器、修土刀及碎 土设备等。
饱和面干状态是试 验上的术语：即， 粒径大于5mm土粒 处在内部孔隙含水 达到饱和，而表面 干燥的状态。

②按式(5-30)计算校正后的最优含水率
w'op wop (1 P5 ) P5 wab
(4-27)
式中 wop——校正后试样的最优含水率(%)； wop——击实试样的最优含水率(%)； wab——粒径大于5mm土粒的吸着含水率(%) 其余符号同前。
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目的和适用范围：
CBR是路基土和路面材料的强度指标，是
柔性路面设计的主要参数之一。 本试验方法只适用在规定的试筒内制件后， 对各种土和路面基层、底基层材料进行承 载比试验。

仪器设备：
可采用击实试验的大击实筒。
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主要试验步骤：
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(6)取下护筒，卸下护筒，用刀修平超出击实 筒顶部和底部的试样，擦净击实筒外壁，称 击实筒与试样的总质量，准确至lg，并计算试 样的湿密度。 (7)用推土器将试样从击实筒中推出，从试样 中心处取2个一定量土料(轻型击实试验为 15~30g，重型击实试验为50~100g)测定土的含 水率，2个含水率的差值应不大于1%。
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击实试验及影响击实的因素


击实试验
目的和适用范围 击实试验分为轻型击实和重型击实。 轻型击实适用于粒径小于5mm的黏性土； 重型击实适用于粒径不大于20mm的土。
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仪器设备
(1) 击实仪，有 轻型击实仪和 重型击实仪两 类，如图4-9和 图 4-10 所 示 ， 其击实筒、击 锤和护筒等主 要部件的尺寸 应符合表4-5或 表4-6的规定。
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操作步骤
(1)取一定量的代表性风干土样，对于轻型击 实试验为20kg，对于重型击实试验为50kg。 (2)将风干土样碾碎后过5mm的筛(轻型击实试 验)或过20mm的筛(重型击实试验)，将筛下的 土样拌匀，并测定土样的风干含水率。 (3)根据土的塑限预估最优含水率，加水湿润 制备不少于5个含水率的试样，含水率依次相 差为2%，且其中有2个含水率大于塑限，2个 含水率小于塑限，1个含水率接近塑限。
岩土工程试验与测试技术
—室内土工试验(击实)
同济大学 袁聚云 2016
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土的击实试验及原理
击实试验 承载比(CBR)试验 回弹模量试验

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土的击实原理及工程意义


土的击实性在工程中的意义
在工程建设中，经常遇到填土压实、软弱地基 的强夯和换土碾压等问题，常采用既经济又合 理的压实方法, 使土变得密实, 在短期内提高 土的强度以达到改善土的工程性质的目的。
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按式(5-26) 计算制备试样所需的加水量：
m0 mw 0.01( w w0 ) (1 0.01w0 )
(4-23)
式中 mw──所需的加水量(g)； w0──风干含水率(%)； m0──风干含水率w0时土样的质量(g)； w──要求达到的含水率(%)。
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进行重型击实试验，求得试料的最大干密度
和最佳含水率。 按最佳含水率制备试料，然后分3～5次倒入 筒内，按规定的击数进行每层试样的击实。 试件制成后，进行泡水测膨胀量的试验，测 试件在荷载压力4×1.25=5kg作用下泡水4昼 夜的膨胀量。
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荷载板4×1.25=5kg
wsat w 1 G 100 % s d
wGs S r e Gs d w 1 e
设饱和度S r 100% 1，
并联立解下列两式：
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击实试验及影响击实的因素
影响压实的因素

1. 含水率对整个压实过程的影响。由击实曲线 可知，严格地控制最佳含水率是关键。但是， 不同的土类其最佳含水率和最大干密度也是不 同的。一般粉粒和粘粒含量多，土的塑性指数 愈大, 土的最佳含水率也愈大, 同时其最大干密 度愈小。因此 , 一般砂性土的最佳含水率小于 粘性土 , 而砂性土的最大干密度也大于粘性土。


3. 不同压实机械对压实的影响。如光面压路 机、羊足碾和振动压路机等, 它们的压实效果 各不相同 , 对作用于不同土类时 , 其效果也不 同。 4. 土粒级配的影响。在路基、路面基层材料 等的施工中表明 , 粒料的级配对所能达到的密 实度有明显的影响。均匀颗粒的砂 , 单一尺寸 的砾石和碎石 , 都很难碾压密实。只有在良好 级 配的条件下才能达到要求的密实度 , 也才 能满足强度和稳定性的要求。
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位移计
膨胀量测定装置
多孔顶板
荷载板
试样
滤纸
多孔底板
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将泡水试验终了后的试件进行贯入试验，以 测定不同贯入量时的单位压力。
框架 贯入针 量力环
试件筒
蜗轮蜗杆箱
摇把
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承载比试验仪
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一般采用贯入量为2.5mm时的单位压力与标 准压力之比作为材料的承载比(CBR)，即