击实方法

击实方法（通用7篇）

击实方法 篇1

水泥改良土是指在土中掺入适量的水泥，按最优含水率加水拌合，经击实及养生后，抗压强度满足工程要求的混合料。水泥改良土路基具有良好的整体性、稳定性和足够的力学强度，是一种可靠的、具有较大适应性的路基施工方法。水泥改良土虽然在其他国家早已广泛使用，但我国是在铁路的路基工程中才开始使用的。下面就大同至西安铁路客运专线水泥土挤密桩水泥改良土的现场及室内击实试验方法做如下总结。

1 工程概况

水电三局大西铁路客运专线二标段五项目部施工范围桩号为DIK237+472.00～DIK247+580.00，共分布10个路基，路基总长4 402.89延米。DIK241+200～DIK241+400.00段路基需完成水泥土挤密桩3 618根，共计21 708 m。为消除黄土的湿陷性，达到挤密效果，设计要求采用8%的水泥土挤密桩。承建方委托我院岩土所土工试验室进行水泥土样的击实试验。

2 现场用材料

土样的主要物理指标:液限26.7%，塑限17.0%，塑性指数9.7，最大干密度1.82 g/cm3，最优含水率15.7%。水泥为32.5级的矿渣硅酸盐水泥，初凝时间为4 h。

3 现场填料的拌制与运输

水泥土拌制的各种用料必须计量准确，水泥与土的比例为0.01∶8(重量比)，水泥土混合料外观颜色均一。水泥土的拌制应根据回填要求随拌随用，且拌制，运输及碾压的过程须在4 h内完成。已经拌成的水泥土放置时间不得超过2 h，否则则做废弃处理，下雨期间现场不得进行水泥土的拌制和施工。

4 水泥土的制备

水泥土的制备过程如下:

1)试验前，应按烘干法测定土样及水泥的风干含水率，水泥的风干含水率应为零。

2)将准备好的风干试样分成5份或6份，每份试样的干质量为4.5 kg。

3)每份试样按预定的不同含水率，依次相差约为1%～2%，其中至少有两份小于和大于最优含水率。水泥改良土的最优含水率与土接近。

4)将每份风干水泥改良土分别平铺于金属盘内，分别计算每份试样预定的含水率应加的水量，将应加的水量均匀喷洒在试样上，先将土样与水拌和均匀，水泥应在击实试验前拌和，但水泥应加的水量在计算时应予以计入。然后装入密封器或塑料袋中浸润备用。

5)与水拌和均匀后的土样浸润时间必须超过12 h，击实试验前再加入预定量的水泥并拌和均匀待用。

5 击实试验方法

大西铁路客运专线的水泥改良土的击实要求采用轻型击实试验，试验过程按轻型击实的试验步骤进行。应该注意的是，试验应进行平行试验，允许的平行差值应为:最大干密度允许平行差值不应超过0.05 g/cm3，最优含水率允许平行差值为当含水率小于10%时不应超过0.5%，当含水率大于10%时不应超过1.0%。在规定范围内结果取算术平均值。若测得的平行差值超过允许的平行差值，则应重新进行试验。在试验过程中发现，水泥改良土的击实标准和方法与试样制备到击实试验的延迟时间有直接的关系。大西铁路客运专线在前期水泥改良土的试验填筑过程中发现，现场水泥改良土的压实系数很难达到设计要求的压实系数K>0.97的要求，但是无侧限抗压强度反而能满足设计要求，而且地基的动态变形模量、变形模量Evz均大于设计要求。经分析表明，室内击实试验是在制备均匀并浸润后的土样加水泥搅拌后1 h内立即完成击实试验，而现场的水泥改良土的施工则是从搅拌站的搅拌、汽车运输、平地机摊铺整平到碾压成型需3 h～4 h，由于水泥的水化作用，这两个时刻的水泥改良土已不是同一种土，所以压实系数会受到影响。路基采用水泥改良土作填料，尽管用压实系数进行现场质量控制，但最终是为了保证水泥改良土的无侧限抗压强度满足设计要求。所以水泥改良土击实标准和方法的确定要符合现场的实际情况，控制现场的压实质量。通过查阅全国水泥改良土的击实标准和方法发现，一般都采用轻型击实标准，采用重型击实标准时应根据现场碾压情况，试验室的击实试验应延迟滞后一定的时间。

6 所测含水量的烘干方法

水泥与水拌和即发生水化作用，这种水化作用在升温过程中发生的更快，而且与水泥发生水化作用的水又不能用烘干法除去，从而使测得含水量偏小，为此，最好先将烘箱温度升至105℃～110℃控温范围，再加入水泥混合料试样，使一开始就在控温条件下烘干，这样可能有所改善。

7 加水拌和间隔时间对水泥土的击实试验数据的影响

因为水泥遇到水会发生水化作用，从加水拌和到进行试验的时间越长，水化作用而产生的结硬程度就越大，而水泥土的干密度则随着间隔时间的延长而变小，密实度也就随之变小。就水泥土的加水拌和时间不同做击实试验得出的干密度及密实度结果见表1。

8 水泥掺合料的不同对最大干密度及最优含水率的影响

试验后分别按水泥∶土为0.01∶10,0.01∶12配制水泥土样，同样采用重型击实仪，试验数据见表2。由此分析，水泥土的最大干密度比土的高出0.01 g/cm3～0.03 g/cm3，但随掺合比增减变化不明显。水泥土的最优含水率接近素土，其值随掺合量的增加缓慢增长。

9 试验结果分析

在大西铁路客运专线水泥土挤密桩水泥改良土的施工过程中，发现水泥改良土的最大干密度随室内击实延长时间的增加而降低，而最优含水率则随击实延长时间的增加而增大。而水泥土中水泥掺合量对试验结果的影响则不显著。通过深入研究发现，这与水泥改良土的加固机理有关，因此室内水泥改良土压实系数的检测必须考虑此现象。建议现场施工时应提高工作效率，尽可能在水泥初凝前将水泥改良土碾压完成;另一方面应根据现场碾压的时间，确定室内击实试验时间，用相应的最大干密度对压实标准进行控制，以确保压实系数的准确性。

1 0 结论与建议

现场水泥土的施工与工序过程的时间紧密相关，因此现场施工时水泥改良土应在规定的时间内拌制并碾压完成，即应在水泥的初凝时间内完成。同样，室内击实试验也应与现场的条件相符合，在规范规定的时间内完成。只有这样，压实系数才能更准确的反映和控制施工质量。

摘要：结合工程情况,阐述了水泥改良土击实试验前的准备工作,详细介绍了击实试验的方法,并对试验结果进行了分析,为水泥改良土在工程中的应用提供了依据。

关键词：水泥土,试验,含水量,压实系数

击实方法 篇2

基层是沥青路面结构中的主要承重层,基层的强度及抗渗、抗冲刷性能往往决定了沥青路面的使用质量和使用寿命,而基层的压实状况是影响其强度、抗渗、抗冲刷性能的主要因素。基层的致密压实使基层粒料充分接触和嵌挤,在稳定结合料的粘结作用下,保证其有较高的强度和较好的板体性,强度高、板体性好的基层相应具有较好的抗渗和抗冲刷能力。目前用作沥青路面基层的半刚性材料很多,本文主要探讨低剂量水泥稳定碎石基层材料击实试验的特殊性,以及击实试验过程中应注意的事项和最大干密度、最佳含水量确定的方法。

2 击实试验目的和常规击实试验方法

2.1 击实试验目的

半刚性基层击实试验的目的,就是确定基层混合料的最大干密度ρdmax以及最佳含水量w0,了解这种基层材料的压实特性,为保证基层在沥青路面结构中的层位功能,加强混合料中粒料间的嵌挤及提高基层的板体性,提高其抗剪强度、抗渗性能及抗水冲刷性能,同时降低其压缩性,以满足沥青路面对基层的强度及耐久性要求,为工程设计和现场施工碾压提供压实度标准。

2.2 常规击实试验方法

T 0804-94公路工程无机结合料稳定材料试验规程规定了对于水泥稳定土(在水泥水化之前)、石灰稳定土及石灰(或水泥)粉煤灰稳定土击实试验的方法。《规程》规定了根据材料粒径的大小分别采用甲、乙、丙三种试验方法,在已知含水量和干密度的条件下,以干密度为纵坐标,以含水量为横坐标,在普通直角坐标系上绘制干密度与含水量的关系曲线,驼峰曲线顶点的纵横坐标分别为稳定土的最大干密度ρdmax和最佳含水量w0。

3 低剂量水泥稳定碎石击实试验方法及试验数据处理

3.1 原材料组成

试验采用的原材料包含水泥、碎石。水泥是河南安阳盟电水泥厂生产的,标号为325号缓凝水泥,初凝时间6 h,终凝时间8 h;级配碎石由四档料组成,分别为:20料～40料;10料～20料;5料～10料;中砂。所用碎石产地为河南浚县,中砂产地为山东磁窑。对四档料进行筛分后通过级配设计程序确定各料的级配合成,四档料在混合料中所占比例分别为:20料～40料占18%;10料～20料占17%;5料～10料占22%;中砂占43%。

3.2 低剂量水泥稳定碎石击实试验方法

1)拟定初始含水量:初始含水量一般参考当地施工经验,根据材料、气候决定,在缺乏参考资料的前提下,对于水泥稳定碎石材料,一般开始拟定含水量为5%或6%,开始击实后根据湿密度的变化再作调整,必须击实5个～6个含水量,依次相差1%～2%,在估计的最佳含水量左右可只差1%,其余差2%。2)备料:为了便于击实加水量的计算,试验所用的级配碎石各档料和水泥应事先充分烘干冷却。烘干冷却后的级配碎石按四档料分别分开堆放在洁净硬化的地板上,杜绝污染、淋湿。烘干冷却后的水泥应装入密闭容器或塑料口袋备用。3)称料:一个试样质量一般取5.5 kg,根据级配合成算出每档料在一个试样中所占的质量4)制备试样:由称取的5 500 g级配碎石集料,根据水泥剂量算出一个试样的水泥含量(计算时应注意水泥外掺和内掺算法的区别)。将称好的一份试料放在不锈钢脸盆上,计算好的水泥随后加入,先使水泥和集料充分拌匀,然后将计算好的该份试料应加的水均匀喷洒在试料上,用小铲将试料充分拌和到均匀状态。5)击实:制备好的试样,由于是水泥稳定碎石,无需焖料,立即进行击实试验,击实过程按T 0804-94公路工程无机结合料稳定材料试验规程的规定进行,为满足每层击实后高出(1 mm～2 mm)筒高的1/3,每层加料应在1 650 g～1 700 g之间,并且在击实过程中,由于击实锤的冲击振动,试筒上的套环很容易振松脱落,应随时注意套实旋紧。6)脱模:试样击实后,要求齐筒顶刮平试样,试样刮平擦净后称筒加湿试样的重量,准确到5 g。然后脱模测定击实后试料含水量,按T 0804-94公路工程无机结合料稳定材料试验规程规定操作。7)根据先前击实结果,改变含水量(即假设击实前所加含水量不会损失的前提下,预算干密度,使各含水量和干密度能近似形成驼峰曲线),重复以上试验步骤3)～6)。

3.3 低剂量稳定碎石击实试验数据处理及击实原理

3.3.1 试验数据处理

试验拟定了剂量为2%,3%,4%的水泥稳定碎石,根据烘干后测定的含水量,计算出干密度,试验数据如表1所示。

表1数据显示:当击实前所加含水量超过6%到7%,8%,9%,10%,11%时,击实后试料烘干测定含水量基本维持在6%左右,即不随着加水含量的增加而增大。这说明水泥稳定碎石饱水能力较差,过量的水不能被吸收。用Excel软件绘制干密度与含水量的关系曲线,如图1所示。

图1显示对于3个不同剂量的水泥稳定碎石击实试验,干密度与含水量曲线关系的变化趋势是一致的,即随着含水量的增加,干密度不断增大,当含水量增大到一定数值时,曲线出现拐点,干密度增大趋势变缓而趋于稳定,当击实前所加含水量继续增加一定值时,击实后烘干测定含水量保持一个稳定值不再增大,但干密度持续增长,曲线呈现一条竖直线。

3.3.2 击实原理分析及最大密实度ρdmax和最佳含水量w0的确定

击实曲线有3个变化阶段:当所加含水量小于最佳含水量w0时,这类试料的击实同普通无机结合料稳定土的击实没什么区别,即随着含水量w0的增加,干密度ρd不断增大,曲线呈现斜向上的递增趋势,这是第一阶段;当所加含水量超过最佳含水量w0时,在击实锤的再冲击作用下水会从击实筒底溢出,击实后烘干所测含水量要比击实前所加含水量小得多并逐渐维持在一个定值上,但击实时随着含水量的增加,干密度具有两个变化阶段:当所加含水量超过最佳含水量w0不大时,干密度ρd增长平缓趋于不变,曲线呈现一条水平线,这是击实曲线的第二阶段;当所加含水量超过最佳含水量w0较大时,干密度ρd快速增大,曲线呈现一条竖直线,这是击实曲线的第三阶段。表现出这些特征,是由于低剂量水泥稳定碎石饱水能力较差,不能形成饱和两相体,故当含水量超过最佳含水量时,由于砂砾的孔隙较大,过饱和水能在砂砾中自由渗流,对砂砾的冲击挤密起到一定的润滑作用,同时过饱和水在击实锤的冲击作用下能产生动水压力,有利于砂砾的冲击挤密,所以随着加水量的增大,干密度能持续增长。

对于这类混合料的最大密实度ρdmax和最佳含水量w0的确定应考虑实际施工的可行性,而选取击实曲线的第一个拐点对应的纵横坐标为最大密实度ρdmax和最佳含水量w0,即击实曲线第一阶段和第二阶段的交汇点。

4 结语

低剂量水泥稳定碎石由于结合料剂量较低,级配碎石缺乏粘性颗粒,所以在击实过程中与普通无机结合料稳定土不同,水的作用表现出其独特性,随着含水量的不断增加,干密度持续增长,击实曲线有3个变化阶段。最大密实度ρdmax和最佳含水量w0应选取击实曲线的第一个拐点对应的纵横坐标,以此作为施工压实度控制的标准值。

摘要：介绍了击实试验的目的和常规击实试验方法,在此基础上,探讨了低剂量水泥稳定碎石基层材料击实试验的特殊性,分析了击实曲线的变化特征,阐述了低剂量水泥稳定碎石基层材料击实试验过程中应注意事项和最大干密度,最佳含水量的确定方法,以期指导实践。

关键词：低剂量水泥稳定碎石基层,击实试验,最佳含水量,最大干密度

参考文献

[1]沙庆林.公路压实和压实标准[M].第2版.北京:人民交通出版社,1988.

击实方法 篇3

沥青混合料马歇尔成型方法自二战时期Bruce G.Marshall[1]提出后, 美国工程兵团在机场工程施工中应用成功, 迅速在世界各国沥青路面中得到推广, 迄今已有60年的历史, 为世界各国沥青路面的发展起到重要的推动作用。尽管目前, 已有GTM[2], SCG[3], 碾压成型[4]等多种混合料成型方法, 由于马歇尔方法设备简单、操作简便的特点, 且对新型的混合料, 如SMA, SAC等均有较好的适应性, 仍是各国沥青混合料设计的主要方法, 如我国的沥青混合料配合比设计中, 最佳油石比的确定方法仍然依靠马歇尔成型方法。

研究人员针对马歇尔成型参数对材料特性、试验环境、级配、沥青用量等做了大量的分析, 如侯曙光等[5]通过改变马歇尔成型温度适应不同强度的集料, 从而能够得到稳定的混合料内部集料接触结构;朱兴龙等[6]分析了成型温度对普通沥青、改性沥青混合料的体积特性, 研究结果表明, 改性沥青应提高击实温度, 以便得到合理的沥青用量;鲁正兰等[7]分析了成型温度对混合料类型的影响;徐慧宁等[8]分析了级配曲线与马歇尔稳定度的相关关系, 周亮等[9]分析了饱水状态对浸水马歇尔试验结果的影响, 马秋馥[10]开发了带温控的马歇尔试验方法。本文则针对击实功即击实次数对马歇尔指标的影响进行了研究, 通过改变马歇尔试验的击实功, 以适应不同的路面结构对混合料的要求, 如高温炎热地区、交叉口、公交港、长大下坡路段等易发生高温失稳的地段, 应增加击实功;而低温地区或对混合料疲劳特性有较高要求的地段, 应适当减少击实功。本文通过增加击实次数或减少击实次数的方式, 研究其对空隙率、矿料间隙率、饱和度、稳定度、流值等指标影响, 探索它们之间的相关性, 以期对生产实践达到较好的指导效果。

1 原材料试验

为使试验具有工程普遍性, 此次选用中粒式普通沥青混合料AC-20进行试验。

1.1 矿料试验

试验拟用的粗、细集料均为辉绿岩, 矿粉岩性为石灰岩。各矿料有关技术指标依据JTG E42-2005公路工程集料试验规程进行试验。

各种矿料密度见表1, 筛分见表2。集料压碎值为14.8%, 混合料针片状为7.6%。

1.2 沥青试验

沥青为普通70A道路石油沥青, 试验结果见表3。

2 混合料级配

2.1 混合料级配要求

AC-20混合料级配范围要求见表4。

2.2 矿料级配确定

本次比对试验采用的矿料级配参照级配范围要求中值及结合工程实际应用的经验, 调试掺配后的各矿料及比例用量为:4号∶3号∶2号∶1号∶矿粉=15.0∶34.0∶14.0∶35.0∶2.0, 其组成结果见表5, 级配曲线图见图1。

3 马歇尔试验

3.1 试验条件

为确保试验结果的准确性及可比性, 一次备齐所需试验用的原材料, 每个马歇尔试件粗细骨料及矿料均按JTG E20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程要求称取;拌混合料前, 矿料放入烘箱加热的温度统一为165℃, 恒温4 h~5 h之间, 混合料拌和温度控制在160℃~165℃, 击实温度范围为150℃~155℃, 其余要求符合JTG E20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程和JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范。

3.2 试验目的

为了能较充分反映马歇尔试验结果的特性, 分别测定单面和双面击实方式, 击实次数分别为50次, 75次和100次成型的马歇尔试件指标, 并对相关数据进行分析。

3.3 不同方式和击实次数马歇尔试验结果

根据类似工程的实际应用经验, 本次拟用油石比为4.3%的沥青混合料进行试验, 为了提高试验数据的准确性, 每组试件成型9个。不同击实方式和击实次数马歇尔试验结果见表6。

3.4 马歇尔试验结果分析

试验各相关指标与击实次数关系见图2。试验次数增加到100次试件表面碎石均无出现较重破碎。

由图2及表6可知, 除力学指标MS和变形指标FL外, 相同击实次数下单面击实与双面 (上下各面的次数与单面相同) 击实的马歇尔试验结果曲线几乎平行, 当击实次数小于75次时, 其指标结果随击实次数的减少发生急剧变化, 当击实次数大于75次时, 其曲线几乎水平, 无明显较大变化。双面击实类型, 击实次数由75次增加到100次, 其VV, VMA值只变化0.2%, 单面击实类型变化为0.1%;同样VFA影响也不大。由于两曲线平行, 具有等差性, 因此其体积指标可以通过一种方式成型的马歇尔结果换算为另一种。两种击实方式对试验结果的影响很大, 以双面击实作为参照, 相同击实次数下单面击实的空隙率VV增大了1.4%;矿料间隙率VMA增大了1.3%;饱和度VFA减小了2.2%;单面击实即使增加到100次, 其体积指标试验结果值也无法达到双面50次成型的, 更达不到双面75次成型的试验结果。击实方式对稳定度的影响值也很大, 当击实次数大于75次时, 两者值成等差性, 单面击实稳定度只能达到双面的73%。

由此可见, 击实方式对马歇尔试件的指标影响很大, 用作单面成型方式的马歇尔试件的试验结果不能用于现行技术标准高速和一级公路配合比设计。

4 结语

1) AC结构沥青混合料相同试验条件下, 相同击实次数下的单面成型与双面 (上下各面的次数与单面相同) 成型试件的马歇尔试验体积指标试验结果曲线具有等差性, 可以通过一种方式试验的结果换算为另一种结果。AC-20沥青混合料, 相同击实次数下单面击实与双面击实体积指标:空隙率VV增大1.4%;矿料间隙率VMA提高1.3%;饱和度VFA降低2.2%;稳定度约为双面成型的73%。

2) AC结构沥青混合料, 当击实次数以75次开始递减时, 其体积指标数值随击实次数减少呈急剧变化。AC-20沥青混合料, 当击实次数减小到50次时, 空隙率VV和矿料间隙率VMA增加约1.0%, 饱和度VFA降低约6.5%;击实次数增加到100次 (在表面碎石无较重破碎时) , 其马歇尔体积指标VV, VMA减小约0.2%, VFA增加约1.2%, 无明显较大变化。因两曲线近似平行, 不同次数指标可内插求得。

3) 使用单面击实成型AC沥青混合料马歇尔试件, 即使增加击实次数其体积指标试验结果也是无法达到现行标准双面75次成型的数据, 只是与双面50次成型的数据比较接近, 相匹配性不足, 因此不能用于现行标准高速和一级公路沥青混合料的配合比设计。

参考文献

[1]张登良, 王哲人.沥青路面[M].北京:人民交通出版社, 1998.

[2]周卫峰.基于GTM的沥青混合料配合比设计方法研究[D].西安:长安大学, 2006.

[3]贾渝, 张全庚.论我国沥青混合料设计方法[J].公路, 2001 (8) :84-91.

[4]李向光, 伍衡山, 谭劲旅, 等.沥青混合料车辙试验方法的分析[J].南华大学学报, 2008, 22 (4) :88-91.

[5]侯曙光, 黄晓明.击实温度对沥青混合料参数影响分析[J].公路, 2006 (11) :153-157.

[6]朱兴龙, 肖鹏.击实温度对纤维胶粉改性沥青混合料性能的影响与改进[J].公路, 2012 (8) :28-32.

[7]鲁正兰, 孙立军, 孙希瑾.成型温度对沥青混合料体积参数的影响分析[J].同济大学学报, 2006, 34 (2) :186-191.

[8]徐慧宁, 谭忆秋, 李晓民, 等.沥青混合料马歇尔稳定度与级配曲线特性关系的研究[J].公路, 2008 (8) :213-217.

[9]周亮, 栗培龙, 邱欣, 等.饱水状态对浸水马歇尔试验结果的影响[J].武汉理工大学学报 (交通科学与工程版) , 2008, 32 (4) :619-623.

击实试验结果分析及应用 篇4

土作为路堤填筑材料,就需要对土的压实性进行试验。由于土质、含水率及压实工艺的不同,土的压实效果也会不一样,为了提高土体的强度,降低路堤土体的可压缩性和渗透性,改善其工程性质,控制现场施工质量,均需在室内模拟现场施工条件,在给定的击实功的条件下,求得干密度与含水率的关系,从而求出压实填土所能达到的最大干密度和相应的最优含水率。击实试验的目的就是测定试样在标准击实功作用下含水率与干密度之间的关系,从而确定该试样的最优含水量和最大干密度,为路基填筑检测压实度提供标准,达到控制施工的目的。

2 适用范围

击实试验分大筒(ϕ152×116)和小筒(ϕ102×116),按照土的最大粒径分别使用。当土中大于5 mm颗粒小于30%时使用小筒试验;当土中大于5 mm颗粒大于30%时用大筒进行击实试验;当土中大于40 mm颗粒大于30%时则不适于进行击实试验。

3 试验方法

1)备样:先将土样风干至击实试验第一点附近(小于塑限含水量4%左右),将土过筛(根据土样粒径选用大筒或小筒做击实试验,大筒过20 mm或40 mm孔径的筛,小筒过5 mm孔径的筛),将过筛后的土充分的拌和均匀(如土样拌和不均将直接影响击实试验结果的准确性),用小筒击实需要15 kg左右,用大筒击实需要40 kg左右土样备用。

2)配土:做小筒击实试验时取2 500 g,大筒取6 000 g作为击实试验的第一点;取与第一点相同重量的土样,小筒加50 g水、大筒加100 g水作为第二点;取与第一点相同重量的土样,小筒加100 g水、大筒加200 g水作为第三点;取与第一点相同重量的土样,小筒加150 g水、大筒加300 g水作为第四点;取与第一点相同重量的土样,小筒加200 g水、大筒加400 g水作为第五点。将配好的每点的土拌和均匀后装入塑料袋中,扎紧袋口,焖置20 h左右(黏性土时间要略长些、砂性土时间可略短些),之后进行击实试验。

3)试验:试验中每层填土一定要均匀,以保证击实试验后各层厚度均匀(以五层击实为例:第一层填至击实筒高的2/5处;第二层填至击实筒高的3/5处;第三层填至击实筒高的4/5处;第四层填至击实筒高的5/5处;第五层填至护筒高的2/3处)。这样在做出试验后试验曲线会很好绘制。

4)每点击实后均称量重量以计算密度并用铝盒取含水量。根据各点的含水量与干密度绘制击实曲线,击实曲线呈抛物线形状,最高点所对应的干密度即为最大干密度、对应的含水量为最佳含水率。击实试验应最少作5点,其曲线应在最高点两侧各有2点～3点,如在最高点一侧只有一点则应进行补点,以保证试验的准确性。

4 试验结果分析

1)一般以含水量为横坐标,干密度为纵坐标做击实试验曲线,同样的比例下,砂和粉土的曲线比黏性土的要缓一些,见图1,图2。尤其当土中小于0.075 mm颗粒小于10%时,曲线会更缓,有些粗粒土(如碎石土)会接近于直线。

2)击实曲线一般做5个点,应在曲线的最高点两侧各有2点～3点,见图3,当出现一边偏的情况(见图4,图5),则应进行补点。补点所用击实仪与前几点所用击实仪应为同一击实仪,否则会出现仪器误差。

3)当击实曲线出现含水量不均的情况时(见图5),一般是因为在配土时拌和不均匀或击实过程中取含水量时未拌和均匀所致,也应进行补点。

4)当击实试验的五个点连不成曲线时(见图6),一般是因为击实过程中分层不均造成各点干密度与击实曲线偏差很大所致,应适当多补几点或重做试验。

5 试验结果的应用

实际工作中,击实试验主要应用在路基填土压实度检测中。在路基填土过程中,由于取土场的土质每层的变化很大,而挖掘机在挖土时不可能是一层一层的挖土,当拉土车将土卸到路基上时每车土的土质更不一样,这样造成在做压实度检测时,同一层填土使用什么样击实标准(击实试验最大干密度)就成为一个问题。

在实际工作中,我们一般采用以下几种办法来解决这个问题:

1)把取土场不同土层的土都做击实后取标本,在做压实度时对号入座,即对不同的土采用不同标准的最大干密度。这样做虽然准确但比较繁琐,也需要很丰富的经验才能做到准确无误。

2)在路基填土过程中随机取土,即在路基填土过程中选择10车～20车土,每车随机取1 kg～2 kg(细粒土)左右,充分拌和均匀后做击实试验,用其结果作为本层填土的压实度的标准。这样做在工程实际工作中比较常用,也较方便,但有时会出现压实度超百或不合格现象,到时应具体问题具体分析,不能一概而论。

3)在做压实度过程中出现争议时,可在做压实度的试验孔附近取与试验孔相同土质的土样回室内做击实试验,这样做出的击实试验最具有代表性和针对性。

6结语

1)在做击实试验前,应先对土进行定名,以确定正确的击实方法和类型。2)要做好击实试验,首先要在取土时取有代表性的土进行试验,这样在做压实度时才能准确地反映路基实际的压实程度。3)取土后一定要充分拌和均匀后再配土,保证击实的五点所用的土都一样,这样在画击实曲线时才能保证结果的准确性。4)击实试验分为三层或五层,在做击实试验过程中要保证各层的厚度相同,否则击实曲线将很不规则,击实结果不会准确。5)击实筒和击实仪应每年校正一次,或发现击实结果异常时对击实筒的体积及击实仪的落距等进行校正,以免出具错误的击实结果。

参考文献

[1]TB 10102-2004,铁路工程土工试验规程[S].

[2]GB/T 50123-1999,土工试验方法标准[S].

[3]吕永高,栾法忠.土的液限和塑限含水量试验探讨[J].山西建筑,2007,33(13):81-82.

土工击实试验中常见问题探讨 篇5

标准击实试验在公路工程施工中是非常重要的，因为对于衡量路面的压实度来说这是必不可少的试验项目，但是有些人在没有遵循相关测试要求的情况下，计算出来的值往往和真实的标准密度相差太远，也使压实度产生了一定的偏差，从而导致质量事故的发生。因此，研究土工击实试验中的常见问题，将有助于确保测试结果的真实性，并有助于保证施工的顺利进行。

1 土工标准击实试验结果准确的重要性

在公路施工过程中，一般都需要填土来填筑路基，只有达到一定的密度和强度才能将填土压实到一定的密实程度，而压实度就是判断填土压实质量的重要依据。压实度的计算公式为：。式中ρdmax为在室内击实试验中算出的最大干密度;ρd为施工现场填土压实时要求达到的干密度，可见评价土的压实度的重要指标就是室内击实试验中所得到的最大干密度。因此整个公路工程质量和工程造价和击实试验的结果准确度密切相关。

土工标准击实试验就是利用自由落锤装置，经过试验测得土试样的含水率和干密度之间的曲线关系，从而确定土的最优含水率和最大干密度的一种试验方法。试验的时候将同一土场的同一种土试样配，制成含水率依次递减约2%的五个土样，其中要求一个试样的土的含水率接近塑限，两个土试样的含水率小于塑限，三个土试样的含水率大于塑限。分别在击实筒中以同样的击实功进行击实，然后测定击实后的含水量ω及干容重ρd。试验结果显示当土试样的不同含水量的土经过击实以后，其干密度也不同，据此可绘出ρd-ω关系曲线，称为击实曲线。曲线上峰值所对应的干密度为该土的最大干密度，含水率为该种土的最优含水率。

2 影响击实试验准确度的主要因素

2.1 击实后余土高度的控制

击实后的余土高度也就是超过筒顶高的那部分，当余土高度为零时，以土的干密度和含水量为变量，所得到的关系曲线就是标准击实试验的曲线，所以，如果余土高度控制不当，就会导致试验结果得到的干密度不是击实功下的干密度，而误差也会增大。在击实试验规程中有对余土高度量值的要求，施工技术人员必须认真对待，不能小视，否则造成结果偏差太大而引起质量事故。

2.2 含水量的控制

在土样制备中，要想保证击实试验的准确性，必须将计算控制的水量均匀地施加于土样上，针对这种情况，我们主要采取的方法是：先将盘置于天平上，称量10kg的检定合格的电子天平，然后倒入2.5kg的土样，为了保证土样的湿土比重相当，必须用喷雾气洒水到天平上，最后搅拌均匀后将土样放入塑料袋密封，放置一晚上让土样间水分能够转移，但是不能超过36个小时，只要达到含水量和预期的含水量接近即可。

2.3 试样中大颗粒（碎石）均匀性的影响

土工试验中的土样一般会夹杂有一些不容易破损的颗粒，而且会影响到试验结果的准确性，所以在试验中，我们必须先把那些大颗粒的石头或杂质弄出来，然后均匀地掺入试样中，每份要配制的试样必须一样，否则试样的干密度就会不一样。而干密度又是绘制击实曲线最关键的因素，如果干密度不正确，势必会影响到试验的结果。

3 土工击实试验中应注意的几个问题

3.1 试样制备方法

试验的制备方法和击实试验的结果有着不可缺少的关系，实践证明，烘干土的干密度是最大的，第二大的是风干土，最小的是天然土，含水率也会因为制备方法的不同而影响击实试验的结果。这对于粘性土影响最为明显，所以在击实试验中，应该用风干土作为试验的样土，其次可以采用60℃以下的烘干土。

3.2 击实筒内余土高度

击实后的余土高度也就是超过筒顶高的那部分，当余土高度为零时，以土的干密度和含水量为变量，所得到的关系曲线就是标准击实试验的曲线，可能由于一些人为的因素，最后会残留不同的余土，而这些余土的存在必然会影响试验结果的准确性。大量试验结果表明，余土高度不超过6mm时，最终检测值如果控制在允许误差内，同时由于填料多采用杂填土，施工现场情况较为复杂，导致填料性质差距很大，因此在试验时为了随时掌握现场土体的实际变化，应随时做好监控，及时进行新的击实试验，并调整标准数据以满足需要。

3.3 试验加水浸润与养护

土试样制备时，土试样中能否均匀准确地控制水量是保证击实试验中数据准确的最关键因素，一般的试验加水方法有体积控制法和称重控制法。其中称重控制法比体积控制法的效果要好，将试验中计算好的水量称量好后，均匀喷洒在土样内，并置于薄膜袋或者密闭容器内，放在阴凉处保湿，放置时间一般都在12～24h之内。

4 结语

总之，研究土工击实试验中的常见问题对公路工程具有十分重要的实际意义，而试验结果的准确性也就显得尤为重要，土工标准击实试验是利用自由落锤装置，经过试验测得土试样的含水率和干密度之间的曲线关系，从而确定土的最优含水率和最大干密度的一种试验方法。所以试验结果的真实性和准确性和路基工程的成本和质量有着必然的联系，因此，从事试验的工作人员只有深入学习和了解试验规程和行业法规，严格按照试验相关标准和要求去做，才能使试验结果更准确，才能指导公路工程的施工，避免质量事故的再次发生，以达到控制工程质量和施工的目的。

摘要：在公路工程施工过程中, 某些试验人员由于未能吃透规范规程, 变现的非常主观而且十分随意, 从而导致了试验结果产生偏差, 引起了质量事故一次又一次的发生。本文结合土工标准试验结果准确的重要性, 详细分析了土工标准击实试验中影响较大的几个常见问题, 并提出了影响击实试验准确度的几个重要因素, 对广大土木工程建设者具有一定的参考价值。

关键词：土工,击实试验,常见问题,影响因素

参考文献

[1]肖跃, 王福龙.浅谈土工试验中应注意的几个问题[J].试验研究, 2008.

[2]刘荣.高速公路土工标准击实实验浅析[J].工程建设与设计, 2010.

[3]张志权.提高击实试验结果准确性的探讨[J].岩土工程界, 2010.

[4]陈霞.浅谈土工击实试验中的影响因素[J].技术与市场, 2012.

关于击实试验若干影响因素的探讨 篇6

击实试验是模拟现场填筑的一种半经验性的试验, 试验时在一定的条件下用锤击法将土击实, 以研究土在一定的冲击荷载下的击实特性, 以便获取最大干密度及最优含水率, 为工程设计提供初步的填筑标准。对于公路而言, 路基是路面的基础, 路基的工程质量如何, 将直接决定着路面的使用性能及人们对公路总体的综合评价。公路路基的压实质量, 属于公路路基工程质量控制中的一个关键环节, 现行路基工程施工技术规范中对路基填土压实质量的控制指标是土的最大干密度和最佳含水量, 也是建筑地基、室内地坪及场地平整等施工和验收的重要依据。但由于击实试验的实际操作中, 经常出现试验方法不合理、操作不当、余高控制不符等判断不准确的问题, 影响了数据的准确性和质量判定。

2 试验意义

击实试验所得的数据是施工过程的质量控制与结果验收的重要依据, 但往往由于击实存在多方面的影响因素致使击实与现场填筑存在相抵触的局面, 如现场压实的干密度、含水率超出室内击实所得的最大干密度与最佳含水率而使得试验的结果超出100%;又或者是碾压技术规范情况下现场压实的干密度、含水率小于室内击实所得的最大干密度与最佳含水率太多而使得试验的结果远小于压实度的要求。

产生以上的结果是因现场回填土压实与室内压实试验是不同的。 (1) 室内试验是有侧限的, 在击实功作用下不会产生侧向变形而龟裂;而施工现场填土压实, 不管是碾压, 振动还是重锤夯时, 侧向约束有限, 多少允许侧向变形。 (2) 室内试验的土样少, 而施工现场土样较多且杂, 土样的代表性是很难全面的。 (3) 压实功的作用方式不尽相同, 冲击荷载, 碾压、横向振动、竖向振动等, 总之, 目前还未能从理论上找出两者的普遍规律。在施工规范中强调做现场碾压试验, 尽量使室内试验模拟现场施工。故使得研究击实试验的规范性及操作性具有重要意义。

3 击实试验影响因素分析

3.1 样品材料的代表性

土样的均匀性与否直接影响击实结果与现场碾压结果的相符性。在广东省内对样品的取样均要求具有代表性的样品, 但取代表性的样品不好控制, 如果取样不准, 不具有代表性, 即使其他方面控制得多么准确, 最终的击实数据不具有代表性。所以取样一定要认真细致, 确保试样能够代表母体。这就要求取样各方及监理见证单位加强对料场的考察了解, 一旦料场的组成成分或级配出现波动就必须重新送检, 确保填筑过程的质量保证性。试验过程必须严格用规范要求的四分法将均匀试样缩分至需要的总数量, 然后再制成5 个试样。这5 个试样要代表原土样的实际级配, 不能因粗细颗粒离析而影响试样的均匀性。

3.2 检测人员操作不当

检测人员良好素质是避免击实数据失真的另一关键。工程材料检测工作是项复杂的工作体系, 所以对实际操作的工程检测人员需具有很高的技能要求, 避免因缺乏专业技能与经验而引起的信息数据与结果分析方面不牢固, 缺乏准确性。首先击实试验接样过程中, 检测人员在从接到委托单后第一时间对样品符合与否进行核对如样品名称、送样质量、粒径含量;对击实的方法及类别进行审查如采用轻型或重型是否合理、检测类别是否符合, 采用湿法还是干法进行试验;对有疑问的需第一时间进行电话沟通。其次击实试验进行中, 需核对仪器的参数及保养状态, 确保仪器能在最良好的环境及状态下工作, 提高数据的准确性, 这就要求检测人员日常对测量仪器保修到位与否。笔者发现最容易产生操作不当的集中在: (1) 样品不经处理如碾碎, 不按四份法进行均匀分配, 直接影响样品的代表性。 (2) 击实筒无预涂凡士林, 直接使用, 造成试验筒内出现粘附。 (3) 击实过程中层与层间无刨毛, 击锤无定时进行将粘附的土样清理, 影响击实的功率。 (4) 样品击实完成后不按套环内壁削、扭动, 取下套环, 致使直接影响结果的失真。

3.3 方法选择

关于高含水量的土质, 已有大量的对比试验证明:干法求得的最大干密度比湿法求得的最大干密度大, 而最佳含水率是前者小, 后者大, 既然存在很大的差别, 击实报告应注明采用的方法, 以利于对报告的判读和应用。所以对高含水量的粘质土, 防止无形中提高对土基压实标准的难度, 采用湿法较符合实际。笔者通过对石粉渣的大量研究发现对于无粘性土在室内有侧限的情况下, 石粉渣在不同含水量情况下击实, 在干的情况下击实就能达到最大干密度;湿的情况下击实, 干密度会变小。所以想通过室内试验的方法找到石粉渣的最大压实干密度, 须取风干 (或烘干) 的石粉渣试样进行试验。

3.4 余高的控制

余高指的是试样击实后超出筒顶高, 高出的这部分土柱称为余土高度。余土越高, 而土体在接受相同的总击实相同, 这必将使土体的密度变小;由于试验过程中无法保证每层装多少土才能使击实后土体到达最佳, 每层试样不同对试验也将产生明显的影响。而标准击实试验所得的击实曲线是指余土高度为零时的单位体积击实功能下土的干密度和含水率的关系曲线。所以控制土体余高是控制密度不可忽略的关键。笔者通过试验总结以下三种方法控制余高: (1) 经验法:取试样若分三层击实, 加土时, 第一层高度加至击实筒中部, 第二层加至与筒口平齐即可, 第三层加至与护筒顶平齐, 这样可以保证三层土样高度基本相等, 效果也理想。 (2) 估算最佳装土量:取试样m1 (见标准每层质量要求的范围) 击实后测高h1, 计算出每层h2的需土量m2=m1×h2/h1。 (3) 量测法:对标准范围内试样装筒进行逐层量测, 并适当调整装土量, 保证最大尺度的控制余高, 当余高越小, 试验精度越高。

4 结论

击实试验是模拟现场填筑的一种半经验性的试验, 因采取的碾压方式以及限制条件不尽相同, 而料场土体颗粒级配的复杂性是无法进行逐一排查, 只能通过一定的代表试样进行研究与控制。在试验过程中, 影响因素却很多, 如击实功、余高控制、级配分部、含水量、压缩性等均能使土体的最大干密度及最佳含水率发生变化。本文着重将影响击实试验过程的主要因素进行分析, 并基于科研结果, 简要归纳了现阶段的问题所在, 对检测人员在试验过程中提出更高的要求, 降低试验过程的影响因素, 提高试验的准确性。

参考文献

[1]GB/T50123-1999土工试验方法标准[S].北京:中国计划出版社, 1999.

[2]黄伟龙.石粉渣回填材料质量控制研究探讨[J].广东建材, 2012 (9) .

击实黄土抗剪特性的试验研究 篇7

1 土样的基本性质试验

天然的黄土土样取自某河岸堤坝工程附近, 本次试验所用的黄土依据塑性图被定名为低液限粘土, 该黄土为浅棕黄色, 具有低塑限、粉粒含量高的特点。试验所用的粘土取自黄土取样处的附近, 将所得的粘土经过筛分后得到粘粒, 然后作为掺入到天然黄土土样的材料。黄土的基本物理性质试验结果如表1所示。

为了评价不同粘粒含量对黄土的力学性质的影响, 本文根据筛分试验制取具有不同粘粒含量 (10%, 20%, 25%和30%) 的黄土土样, 制样方法如下所述:天然黄土的粘粒含量为21.15%, 可将天然黄土近似为粘粒为20%的黄土土样, 粘粒为10%的黄土土样利用筛分法在天然黄土中去除一定的粘粒制得, 粘粒为25%和30%的黄土土样是将在附近所得的粘土经过筛分后得到粘粒, 然后按照一定的配比掺入到天然黄土土样得到的。对所制得的4个土样进行了颗粒分析试验, 得到的结果如图1所示。

2 击实试验

本文对取自某河岸堤坝工程附近的天然黄土土样进行了击实试验, 击实试验根据GB/T 50123-1999土工试验方法标准进行, 本文采用重型击实试验, 其单位体积击实功约2 684.9 k J/m3, 得到最大干密度和最优含水率的曲线。同时, 对于另外3个加入不同含量粘粒的土样进行相同的击实试验, 得到的结果如图2所示。

通过击实试验分析可得:粘粒含量为10%时, 得到的最优含水率为14.83%, 对应的最大干密度为17.23 k N/m3;粘粒含量为20%时, 得到的最优含水率为15.17%, 对应的最大干密度为16.95 k N/m3;粘粒含量为25%时, 得到的最优含水率为16.73%, 对应的最大干密度为16.85 k N/m3;粘粒含量为30%时, 得到的最优含水率为19.22%, 对应的最大干密度为16.80 k N/m3。通过这4组粘粒含量不同的土样得到的数据对比可以发现:在相同的击实功作用下, 土样的粘粒含量越高, 对其的压实越困难, 得到的最优含水率越大, 最大干密度最小。因此对于压实黄土作为建筑物地基或填充材料时, 应充分考虑黄土的物质组成, 尽量选择粘粒含量较少的土进行地基处理, 以保证工程的稳定性。

3 直剪试验

直剪试验根据GB/T 50123-1999土工试验方法标准进行, 所用的土样与击实试验所用的土样相同, 分别为:粘粒含量为10%的黄土以及粘粒含量为20%的黄土 (天然黄土) 、粘粒含量为25%的黄土、粘粒含量为30%的黄土。为了衡量黄土在击实条件下作为基础或构筑物填充材料时的剪切性能, 本文在上述击实试验的基础上, 选取击实后最优含水率的土样作为直剪试验的样本。直剪试验的法向应力分别为50 k Pa, 100 k Pa和200 k Pa, 得出各个土样在不同法向应力下的剪应力与位移之间的关系曲线如图3~图6所示。

图3~图6反映了各个土样剪应力与剪应变之间的关系。从图中可以看出:对于粘粒含量相同的土样, 随着法向应力的增加, 其剪应力峰值随之提高。对于粘粒含量不同的土样, 在相同法向应力下, 随着土样中粘粒含量的增加, 剪应力峰值消失, 土样的受力性能由应变软化逐步过渡到应变硬化。

通过直剪试验可以确定土的内聚力和内摩擦角, 分析不同法向应力对应的残余剪应力组成的点可得到土样的内聚力和内摩擦角, 得到的结果见图7和表2。通过图7和表2可以看出当粘粒含量为20%和30%时, 二者的内摩擦角相同, 都为32.7°, 但粘粒为20%的土样内聚力较大。粘粒含量为10%时内摩擦角最大为36.9°, 但内聚力较小, 为28.1 k Pa。粘粒含量为20%时, 内聚力最大为33.4 k Pa。内聚力与内摩擦角随粘粒含量的变化不遵循一定的规律。

通过对比各个土样的直剪试验的剪应力与水平位移曲线、剪应力与法向应力的抗剪强度曲线可以看出:粘粒含量的改变可以改变黄土的受力性能, 即随着粘粒含量的增加, 土样的受力性能由应变软化向应变硬化逐渐过渡, 但是对土的抗剪强度参数 (内聚力和内摩擦角) 影响不大。

4 结语

通过以上土的基本性质试验、击实试验、直剪试验可以得出以下几点结论:

1) 取自某河岸堤坝工程附近的黄土土样为低液限粘土, 其塑限为23.4%, 液限为33.5%, 塑性指数为10.1%。

2) 通过击实试验可以得出:在相同的击实功作用下, 土样的粘粒含量越高, 对其的压实越困难, 得到的最优含水率越大, 最大干密度最小。

3) 粘粒含量的改变可以改变黄土的受力性能, 即随着粘粒含量的增加, 土样的受力性能由应变软化向应变硬化逐渐过渡, 但是对土的抗剪强度参数 (内聚力和内摩擦角) 影响不大。

参考文献

[1]刘祖典.黄土力学与工程[M].西安:陕西科学技术出版社, 1997.

[2]张洪亮, 胡长顺, 刘保健, 等.压实石灰黄土力学特性试验[J].交通运输工程学报, 2003, 3 (4) :13-16.