1.5 土的压实性

粒
水
vs
土 的 三 相 图
d /(1 )
1.5.2
无粘性土的压实性
特点
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；
（1）击实曲线
d

20%
（2）理论分析

③潮湿状态下ρd明显降低。 粗砂ω =4~5% 时，干密度最大 中砂ω=7%； ④一般不进行室内击实试验
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。
轻型击实试验——适用于粒径≤5mm的粘性土。
击实试验 重型击实试验——
分5层击实时，适用粒径≤20mm的土。
分3层击实时，最大粒径≤40mm，且粒径 ＞35mm的颗粒含量不超过全重的5%。
击பைடு நூலகம்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 ， 分5层 ,每层56击
研究 方法
现场：碾压、振动、夯打 室内：击实试验-研究土体的压实规律，现场碾压试验
从而指导现场施工。
翻晒
粉碎
碾压
1.5.1
粘性土的压实性
击实试验及土的击实特性
击实
是指对土瞬时地重复施加一定的机械功使土体变密。
在击实过程中，由于击实功瞬时作用于土，土体内的气体会有所排出，而所含 的水量则基本不变。
d s ee S Sr r
( 2)
( 2)
将 2) )代入 代入(1( )1 得 : : 将 (( 2 )得
d
质量
d
ms m s d s wd s w V d s V 1 1 S r d s /
Sr
体积 空气
m a =0 mw m ms
土
va vv vw v

在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力。
天然风干土的 含水量
（3）压实标准
常用相对密度控制 Dr＞0.7～0.75

施工过程中要么风干，要么就充分洒水，使土料饱和
ms d V
V
ms
d
将 V 代入得：
质量 体积 空气
m ms mw V V ms mw ms / d mw ms
（1）击实曲线 2.0 干密度d(g/cm3)
d /(1 )
特点： ①具有峰值 ②位于饱和曲线之下
最大干密度 最优含水量
dmax=1.86
1.8 1.6 1.4 0 4 8
wop=12.1
d (d )sat
粘性土K很小，压实过程中 要想击实到饱和状态是不可 能的。
实验表明：压实最好的土，气体 体积仍有3%～5%
•颗粒表面水膜很薄，相对移动困难
ω> ωop , ρ d< ρdmax
•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
击实试验及土的击实特性 （3）影响因素： d
a. 击实功能
N 50 N 30
d
d
N 10
const

E
const , E , d 存在一个上界
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 2104 cm3 G 4.5Kg H 45 .7cm
56下，分5层击实
击实试验及土的击实特性
• 试验设备 击实筒V= 2103.9 cm3；击实锤 w= 45 牛顿
op (2 ～ 3%)
b. 工程上常采用压实度λc控制（作为填方密度控制标准）
c
填土的干密度 d 100% 室内标准击实试验的 d max
Ⅰ、Ⅱ级土石坝 λc>95~98% Ⅳ~Ⅴ 级土石坝 λc>92~95% 工地上对压实度的检验，一般可用环刀法、灌砂（或水）法
∵
ρω
• 试验条件 土样分层n=3层；落高d=
• 击实能量
45.7
cm；击数N=25/层
E E
wdNn wdNn V V
KNm m//m m33 KN
• 试验方法 对ω=const的土；分三层压实；
测定击实后的ω、ρ，算定ρd
• 注意：仅适用于细粒土；对粗粒土，可用较大尺 寸的击实仪
土
击实试验及土的击实特性
m a =0
令m s 1
va vv vw v
粒
则 m w m s
m s m s 则： (1 ) d ms / d d /(1 )
mw m ms
土
水
vs
土的三相图
ds w d 1 d s / S r
ms m s m ms s d d d d V V V V 1 令 V 令V s s 1 令 Vs 1 令 V s 1 m dsw s ds m s w 则 : (1) m s m d s d 则 : d d ( 1 ) w V 则 : d V (1) s 1 1 s e w e 则 : d (1) V 1 e m V 1 me w w mw m V w s w m V m s w w s w V 又又 ds d s m w w 又 d s VSV S w m V ww w w s w w w V S w w w 又 ds S V S e r S rVvr v S w w r eV S w Vv S r e S r S rVv d Sr e s d d s e e ( 2)( 2) s e Sr Sr ( 2) Sd r s (1)( 将 ( 2 )代入 1)得 将e ( 2 )代入 得 : : ( 2) 将( 2)代入 (1)得 : S m dw rs d m sw s s s w m d d d s d V (1)得 将 ( 2)V 代入 : s d
E , op , d ,max
b. 土的级配
d
3
E const
1
2
级配越好，其d max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
击实试验及土的击实特性
（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
1.5 土的压实性
什么是土的压实性 击实试验 土的压实原理
土的压实性 概述
指在一定的含水率下，以人工或机械的方法，使土体能够压实到某种密实程度的 性质。
作为建筑材料，很早就受到人们的重视。
用
于 土
修路
土坝 地基
秦朝（公元前二百多年）用铁椎夯土 迄今全世界最多的坝型 天然地基、地基处理中的换土垫层
12 16 20 含水量w(%)
( d ) sat
24 28
ds w d 1 d s / S r
Sr 1
ds w 1 d s
击实试验及土的击实特性
（2）压实机理： 从土颗粒的角度看:
土粒破碎，粒间联结力被破 坏而发生孔隙体积减小;
2.0 干密度d(g/cm3)
dmax=1.86
1.8 1.6 1.4 0 4 8
wop=12.1
颗粒被击碎，土粒定向排列;
气被挤出或被压缩等
从含水量的角度看:
ω ωop, ρ d ρdmax ω< ωop , ρ d< ρdmax
12 16 20 含水量w(%)
24 28
•水膜润滑作用效果最佳; •尚没有形成封闭气泡，气易于排出;
改变土的性质
填 筑
机场跑道或停机坪
其他
干打垒墙、坯、
使土 变密
概述
用土堆成的土体称为填方。 填方施工的过程是从取土场中将土挖出，装运至填筑地点，经过卸土，将 大的土块打碎，按一定厚度分层铺填，并控制一定含水量用压密。
机具： 平碾 羊足碾
振动碾
蛙式夯
平碾
蛙式夯
羊足碾
振动碾
打夯机
填土压实性的研究方法