肖国辉
深圳市盐田港建筑工程检测有限公司518000
摘要:通过《公路土工试验规程》JTGE40--2007,掌握基本的击实试验方法T0131-2007,结合多年从事检验检测的工作经验,快速确定击实材料的最大干密度和最佳含水率。具有代表性的最大干密度和最佳含水率不仅反应材料的性能指标,更是现场施工中的重要参数依据,也是作为对施工质量进行检测和验收的依据。
关键词:击实试验;最大干密度;最佳含水率
引言:本方法使用于在规定的试筒内,对土工材料进行击实试验,以绘制材料的含水量-干密度关系曲线,从而确定其最佳含水率和最大干密度。
1、试验方法
本试验分为轻型击实和重型击实,轻型击实试验使用于粒径不大于20mm的土。重型击实使用于粒径不大于40mm的土。
击实方法种类
注:用于道路回填的土其最大粒径一般控制在20mm以下,且粗粒土总含量控制在40%以下,故室内击实时选择重型Ⅱ-1法时,其最大干密度和最佳含水率是最有代表性的。
2、仪器设备
电动击实仪、烘箱、台秤(称量10kg,感量5g)、天平(感量0.01g)、圆孔筛(40mm、20mm、5mm各一个)、其它(铝盒、量筒、修土刀、直尺等)。
3、试样制备
本试验可分别采用不同的方法制备试样(干土法和湿土法)且试样不重复使用,至少准备5个试样。
室内试样采用烘干土法最宜(粘性土最好采用风干法)。将试样置于烘箱中烘至恒重,将烘干试样搓散过20mm筛,用四分法分成5份,对于用小试筒击实的试样每份不少于3kg(对烘干土样取2.5kg即可满足击实需求量)。对于用大试筒击实的试样每份不少于6kg(对烘干土样取5.5kg即可满足击实需求量)。根据土的种类估计其最佳含水率(粉质土最佳含水率在14%左右,最大干密度在1.85g/cm3左右;其它土的最佳含水率一般在12.5%左右,最大干密度一般在1.95g/cm3左右;此为常规土的经验取值,具体数值以试验结果为准)。称量干土2500g,置于铁锅中(圆形铁锅与长方形盘子相比,因没有棱角更易于拼命均匀,且不存在边用残留土样的现象)。以比经验取值略小的含水率向干土中加水(以经验取值12.5%为例,可先称取12%的水即2500*12%=300g,先将300g水加入土中,充分拌合均匀)。(1)用手抓起充分拌匀的土样用力一攥可成块且不易散,将攥块在半米的高度松开自由落下,落入拌合料中,若只是断裂而没有完全散开,则此时的含水量多为最佳;(2)若全部散开或攥不成块则表明含水量不够,应另外称取10-15g水再次加入上述土中继续拌合,重复上述动作,直至拌合土达到理想状态。计算此时的的总含水率(此时的含水率也可通过称取200g土样,用酒精法快速测其含水率法得到),以此含水率设为最佳值,分别以2%-3%的含水率递增和递减(假设此时的含水率为12.5%,另以含水率为8.5%、10.5%、14.5%、16.5%分别制备四个试样),连同第一盘,将制备好的5个试样分别装入密实袋中,闷料一夜备用;(3)若攥块落下时完全没有断裂或攥的过程中手上残留了大量拌合料时,此时的含水率偏高,应以酒精法快速测出含水率,以2%-3%的含水率递增和递减,另制备四个试样(假设此时的含水率为12%,则以6%、8%、10%、14%的含水率制备土样),连同第一盘,将制备好的5个试样分别装入密实袋中,闷料一夜备用。
4、击实
在击实筒的内壁上抹上一薄层凡士林,并在筒底(小试筒)或垫块(大试筒)上放置蜡纸或塑料薄膜(为方便起见可放置冰箱用保鲜膜)。将试筒固定在电动击实仪上。取制备好的试样分3-5层倒入试筒(粗粒土一般分为5层,每层击27下)。小筒按三层法,每次约800-900g(其量应使击实后的试样等于或略高于筒高的1/3);按五层法时,每次约400-500g(其量应使击实后的土样等于或略高于筒高的1/5)。对于大试筒,先将垫块放于筒内板上,按三层法,每层需试样1700g左右。整平表面,并稍加压紧,然后按规定的击数进行第一层土的击实,击实时击锤应自由垂直落下,锤迹必须均匀分布于土样面,第一层击实完后,将试样层面“拉毛”,将锤头刮净,然后再装入套筒,重复上述方法进行其余各层土的击实。小试筒击实后,试样不应高出筒顶面5mm;大试筒击实后,试样不应高出筒顶面6mm。
用修土刀沿套筒内壁削刮,使试样与套筒脱离后,扭动并取下套筒,然后小心的从电动击实仪上取下试筒,齐筒顶细心削平试样,拆除底板薄膜,擦净筒外壁,称量,准确至1g。
用推土器推出筒内试样,从试样中心处取样2份装入铝盒中称重,入105±5℃烘箱中烘干测其含水率,计算到0.1%。最佳含水率对应的即为最大干密度。
测定含水率用试样的数量按下表规定取样
5、结果整理
按下式计算击实后各点的干密度
Pd=p/(1+0.01ω)
式中:pd————干密度(g/cm3),计算至0.01;
P——湿密度(g/cm3);
Ω——含水率(%)。
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,曲线上峰值点的纵横坐标分别为最大干密度和最佳含水率。如果曲线不能绘制出明显的峰值点,应进行补点或重做。
实验室中所检材料要和施工现场的材料尽可能一致,故应加大抽检密度,及时进行击实试验,让试验结果最具代表性。
6、结论
通过对公路土工实验规程的掌握和对不同土质的多次重复试验,发现规律总结经验,快速找出最佳含水率和最大干密度,提高工作效率,及时指导施工,也为现场的压实度检测提供最切合实际的检验标准值。
参考文献:
1、《公路土工试验规程》JTGE40-2007