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1、击实试验中最大干密度和最优含水率影响因素分析王龙;王健【摘 要】从土样重复使用试样分层高度、试样均匀性等方面对击实试验中最大干密度和最优含水率的影响因素进展了分析,以期为填土夯实施工供给更加合理、科学的依据.【期刊名称】山西建筑【年(卷),期】2023(039)017【总页数】2 页(P61-62)【关键词】击实试验;干密度;含水率;土样【作 者】王龙;王健【作者单位】核工业西南勘察设计争论院,四川成都 610061;成都军区空军勘察设计院,四川成都 610041【正文语种】中 文【中图分类】TU4110 引言在工程建设中，承受回填土作为填筑材料，不行避开的遇到填土压实度问题，例如堤坝、道路、
2、机场、运动场、挡土墙、埋设管道、建筑物地基等。为提高填土体的强度，增加填土的密实度，降低透水性和压缩性，需依据国家相应标准，可承受重锤夯实、机械碾压或振动等方法将土压实到肯定密实度，以满足工程的质量标准。一般用最大干密度表征土的击实效果，最优含水率是在肯定的击实能下最大干密度所对应的含水率。室内击实试验是目前争论填土击实特性的重要方法，室内击实试验可以测得土的最优含水率和最大干密度，是近似的模拟现场填筑的一种半阅历性的试验，借以了解土的击实特性，作为选择施工方法、机械碾压或夯实次数以及击实工具等的主要依据。轻型击实试验和重型击实试验是目前国内常用的两种室内击实试验方法。下面以JTG E40-2
3、023 大路土工试验规程2为试验方法标准，说明在击实试验过程中影响土最大干密度的一些主要因素。1 影响因素分析击实就是指土体在击实能量作用下，土颗粒抑制粒间的阻力，进而产生肯定的位移， 从而使土颗粒重排列，使得土体孔隙减小，密实度增大。击实功能则是指每单位 体积所消耗的能量，击实功能愈大，得到的最优含水率则愈小，相应的最大干密度 愈高，但消耗的击实功能也相应的增加，可见击实功能是影响击实效果的一个重要 因素，在特定击实功能下影响击实效果的因素主要有以下几个方面，下面逐一进展 分析。1.1 土样重复使用与否的影响图 1 是土样在不重复使用和重复使用时承受干土法所做的击实试验曲线，分析可知，在相近
4、最大干密度状况下，最优含水率却有所不同，最优含水率大的为重复使用时的土体。图 1 击实试验曲线比照图最优含水率产生此种变化的主要缘由为土体在同一夯实锤的反复夯打下，土体的颗粒构造及胶结状况发生了转变，导致土体的粒径变细，比外表积增大。比外表积的增大使得土体能够吸取更多的结合水，其最优含水率也相应发生了变化3。1.2 余土高度的影响试样击实后会有局部土高度超过筒顶，此局部土柱则是余土4。标准击实试验的击实曲线是余土高度为零时在单位体积击实功能下土的含水率和干密度的关系曲线， 但由于实际的操作中总会存在肯定的余土高度，假设余土高度过大，试验结果的误 差会增大，则击实曲线上的干密度就不是肯定击实功能
5、下的干密度。图 2 是对同一土样按同一含水率，在击实后余土高度掌握在 3 mm11 mm 时的干密度的结果比照。从图 2 可以看出，击实试验中余土高度越大，干密度越小。由于随着余土高度的增加，试样的体积相对增大，而试样所受的单位体积击实功能则相应减小， 干密度也随之变小。试验中的干密度发生了变化，那么最大干密度和最优含水率必 然也会随之发生转变。图 2 余土高度与干密度关系图1.3 试样分层高度的影响依据试验规程，击实试验时，试样是分 3 层装入试筒的，每层试样高度宜相等， 即为筒高的 1/3。表 1 是对同一种土进展击实试验时，每层试样高度根本全都与不全都的干密度比对结果。从表 1 中可看出
6、，1 号和 2 号样的每层试样高度根本全都(约为筒高的 1/3)，其干密度约为 1.85 g/cm3，3 号、4 号、5 号样的每层高度不全都，其干密度比 1 号和 2 号样要低 10 g/cm330 g/cm3。表 1 不同分层厚度下干密度统计表分层土样编号 1 号 2 号 3 号 4 号 5 号分层厚度cm 第一层 4.0 3.8 2.2 4.2 5.4 其次层 3.9 3.9 5.8 2.5 4.0 第三层 1.85 1.86 1.831.84 1.83 4.1 4.1 4.0 5.3 2.6 干密度/gcm-3依据分析，试筒试样的每层高度均等时，击实功能是最大的，试验显示相应的干密度也
7、是最大的。当有一层高度大于筒高的 1/3 时，分析可知，体积相对增大，则该层填土所受的击实功能相对减小，土体的密实度相对变小;当某层土体高度小于筒高的 1/3 时，土体铺张了肯定的击实功能，土体总体承受的击实功能就减弱， 土体的击实也就不能到达最大。1.4 试样均匀性的影响送检的试样中常夹有碎石等粒径较大的颗粒，在试验中，一般要将较大颗粒筛出， 将筛出的大颗粒均匀地掺入每份所要配制的试样中，使得各份试验中大颗粒含量一样，否则试样的干密度会消灭特别，表 2 是对同一种土按同一含水率，分别掺入不同含量大颗粒所做的击实试验结果比照。表 2 不同含量粗颗粒下干密度统计表样品编号 1 号 2 号 3 号
8、 4 号 5 号 6 号 7 号 8号粗颗粒掺入量 1.82 1.83 1.83 1.85 1.84 1.86 1.86 1.89/kg 2.0 2.0 2.0 3.0 3.04.0 5.0 6.0 干密度/gcm-3从表 2 可看出，在试验中的大颗粒掺入量相近时，可得出试样的干密度根本相等， 而试验中大颗粒掺入量差距相对较大时，试样的干密度则呈现出离散性。1.5 最大干密度与含水率的关系对于同一种土来说，干密度越大，其孔隙比就越小，因此最大干密度对应于试验所到达的最小孔隙比。在某一特定的含水率下，将土压至最密实，理论上就是将土中全部的气体都从土中排出，使土体到达饱和状态，得到理论上的最大压实
9、曲线，即Sr=100%的压实曲线，称为饱和曲线3。土中含水率过大或过小都不能使之到达最大干密度。含水率过小，土中根本上只有强结合水，强结合膜太薄，由于土粒间摩阻力和引力，使土颗粒间不易移动，从而达不到密实状态;含水率过大，土中的肯定的空间被自由水所占据，从而导致土体达不到密实状态;而当土的含水率为最优含水率时，土颗粒间具有肯定的弱结合水膜，此弱结合水膜的润滑作用使土颗粒较易移动，填充孔隙、挤密，使土体到达最大密实度。1.6 土性对最大干密度的影响在击实功能肯定的状况下，土的性质影响着土的最大密实度和最优含水率。级配良好的土，由于粗颗粒间被细颗粒所填充，所以具有较好的压实性能。同理，颗粒级配不好
10、的土在同样的压实条件下，压实性能就较差。表 3 列出了据本次试验所得几种不同的土的最优含水率和最大干密度。表 3 不同的土的最优含水率和最大干密度土体类别 砂土 粉砂 粉土 粉质粘土 粘土最优含水率%812 915 1622 1220 1925 最大干密度 g/cm3 1.85 1.93 1.80 1.86 1.63 1.82 1.63 1.71 1.58 1.65由表 3 可知，颗粒越细的土，其最大干密度愈小，而最优含水率愈大。最大密实度与最优含水量之间呈负相关关系，最优含水率大的土，最大干密度小，反之，最优含水率小的土，最大干密度却大。2 结语室内击实试验虽试验步骤相对来说比较简洁，但试验
11、过程中的影响因素却很多，在这些因素中有土样自身的性质问题，如土体性质、含水率状况、土样的均匀性等， 还有人为操作问题，如土样是否重复使用、余土高度的掌握、每层试样高度、土样的调配等。因此在实际的工作中，必需持严谨的工作态度，严格执行标准的要求， 掌握试验条件，尽量接近实际状况，降低试验人为因素的影响，提高试验数据的准确性、牢靠性、真实性，为工程实际设计供给最真实的科学参照，祛除试验影响， 以此为合理的选择碾压工具、施工程序、夯实次数及间隔等供给科学依据。参考文献:【相关文献】1 米建华.击实试验中最大干密度和最优含水率因素分析J.河南水利与南水北调，2023(20):20- 21.2 JTG E40-2023，大路土工试验规程S.3 康 红.土工试验方法中几个常见问题分析J.黑龙江交通科技，2023(7):30-31.4 张建辉，王 敏.浅谈土工击实试验在工程中的应用J.杨凌职业技术学院学报，2023，10(2):15- 16.