1、土的擊實試驗培訓 培訓人 劉志良 時間 1 依據(jù)標準 公路土工試驗規(guī)程JTG E40-20072 目的和適用范圍2.1本試驗目的是求出土的最佳含水率及最大擊實密度，本方法適用于細粒土。（注：細粒土即粒組劃分圖中細粒組含量50%的土，粗粒土為巨粒組含量15%且巨粒組與粗粒組之和50%的土）2.2 本試驗的若干概念及規(guī)定：2.2.1本試驗分輕型擊實和重型擊實。 輕型擊實只適用于粒徑20mm的土，重型擊實試驗適用于粒徑40mm的土。擊實試筒有尺寸有內(nèi)徑10cm試筒、15.2cm試筒、大尺寸（尺寸由土的最大粒徑確定）試筒，一般試驗室常見前兩種。a、內(nèi)徑10cm試筒只適用于最大粒徑20mm土；b、內(nèi)徑1

2、5.2cm試筒適用于最大粒徑40mm土；c、當土中最大顆粒粒徑40mm，并且40mm顆粒粒徑的質量含量大于5%（前提：土仍然屬于細粒土）時，則應使用大尺寸試筒進行擊實試驗（注：當40mm顆粒含量大于5%且小于30%時，也可按6.4進行最大密度和最佳含水率校正）。大尺寸試筒要求其最小尺寸大于土樣中最大顆粒粒徑的5倍以上，并且擊實試驗的分層厚度應大于土樣中最大顆粒粒徑的3倍以上。單位體積擊實功能控制在2677.22687.0kJ/m3范圍內(nèi)。2.2.3當細粒土中的粗粒土總含量大于40%或粒徑大于0.005mm顆粒的含量大于土總質量的70%（即d300.005mm）時，還應做粗粒土最大干密度試驗（注

3、：有振動臺法和表面震動壓實儀法），其結果與重型擊實試驗結果比較，最大干密度取兩種試驗結果的最大值。2.2.4擊實試樣制備方法分為干土法和濕土法。干土法：將土樣自然風干或晾曬至含水量很?。ɑ蚪^干）的狀態(tài)后，測其含水率量，按照預估最佳含水量，通過計算加不同量的水拌和悶土，制備5個或以上含水率以2%左右遞增的土樣，其中至少有2個大于和2個小于最佳含水率。濕土法：采集5個以上的高含水率土，按施工時能進行碾壓的最高含水率，分別晾干至不同含水率（不必像干土法一樣先風干再加水，而是直接分別風干至預定的不同含水率），其中至少3個土樣小于最高含水率，至少2個土樣大于最高含水率。濕土法適用于高含水率的土，干土法和

4、濕土法土樣均不得重復使用。3 儀器設備3.1 標準擊實儀。擊實試驗方法和相應設備的主要參數(shù)應符合表1的規(guī)定。表1 擊實試驗方法種類試驗方法類別錘底直徑（cm）錘質量(Kg)落高(cm)試筒尺寸試樣尺寸層數(shù)每層擊數(shù)擊實功(KJ/m3)最大粒徑（mm）內(nèi)徑(cm)高（cm）高度（cm）體積（cm3）輕型I-1I-2552.52.530301015.212.71712.7129972177332759598.2598.22040重型-1-2554.54.545451015.212.71712.71299721775327982687.02677.22040注：根據(jù)規(guī)程T 0131-2007 擊實試驗

5、中輕型擊實試驗適用于粒徑不大于20mm的土的規(guī)定，上表中I-2方法中最大粒徑應是20mm。3.2 烘箱及干燥器。3.3 天平：2000g，感量0.01g；15kg，感量0.1g3.4圓孔篩：孔徑40mm、20mm和5mm各1個。3.5 拌和工具：400mm×600mm、深70mm的金屬盤，土鏟。3.6 其他：噴水設備、碾土器、盛土盤、量筒、推土器、鋁盒、修土刀、平直尺等。4 試樣4.1 本試驗可分別采用不同的方法準備試樣。各方法可按表2準備試料。表2 試料用量使用方法類別試筒內(nèi)徑（cm）最大粒徑（mm）試料用量（kg）干土法，試樣不重復使用b1015.22040至少5個試樣，每個3至

6、少5個試樣，每個6濕土法，試樣不重復使用c1015.22040至少5個試樣，每個3至少5個試樣，每個64.2 干土法（土不重復使用）。按四分法至少準備5個試樣，分別加入不同水分（按2%左右含水率遞增），拌勻后悶料一夜備用。4.3 濕土法（土不重復使用）。對于高含水率土，可省略過篩步驟，用手揀除大于40mm的粗石子即可。保持天然含水率的第一個土樣，可立即用于擊實試驗。其余幾個式樣，將土分成小土塊，分別風干，使含水率按2%左右遞減。5 試驗步驟5.1 根據(jù)工程要求，按表1規(guī)定選擇輕型或重型試驗方法。根據(jù)土的性質（含易擊碎風化石數(shù)量多少、含水率高低），按表2規(guī)定選用干土法（土不重復使用）或濕土法。5

7、.2 將擊實筒放在堅硬的地面上，在筒壁上抹一薄層凡士林，并在筒底（小試筒）或墊塊（大試筒）上放置蠟紙或塑料薄膜。取制備好的土樣分35次倒入筒內(nèi)。小筒按三層法時，每次約800900g（其量應使擊實后的試樣等于或略高于筒高的1/3）；按五層法時，每次約400500g（其量應使擊實后的土樣等于或略高于筒高的1/5）。對于大試筒，先將墊塊放入筒內(nèi)底板上，按三層法，每層需試樣1700g左右。整平表面，并稍加壓緊，然后按規(guī)定的擊數(shù)進行第一層土的擊實，擊實時擊錘應自由垂直落下，錘跡必須均勻分布于土樣面，第一層擊實完后，將試樣層面“拉毛”然后再裝入套筒，重復上述方法進行其余各層土的擊實。小試筒擊實后，試樣不應

8、高出筒頂面5mm；大試筒擊實后，試樣不應高出筒頂面6mm。5.3 用修土刀沿套筒內(nèi)壁削刮，使試樣與套筒脫離后，扭動并取下套筒，齊筒頂細心削平試樣，拆除底板，擦凈筒外壁，稱量，準確至1g。5.4 用推土器推出筒內(nèi)試樣，從試樣中心處取樣測其含水率，計算至0.1%。測定含水率用試樣的數(shù)量按表3規(guī)定取樣（取出有代表性的土樣）。兩個試樣含水率的精度應符合本試驗第6.5條的規(guī)定。表3 規(guī)定含水率用試樣的數(shù)量最大粒徑（mm）試樣質量（g）個 數(shù)5約5約20約401520約50約250約50021115.5 對于干土法（土不重復使用）和濕土法（土不重復使用），將試樣搓散，然后按本試驗第3條方法進行灑水、拌和，

9、每次約增加2%左右的含水率，其中有兩個大于和兩個小于最佳含水率，所需加水量按下式計算：mwmi/(1+0.01wi)×0.01(w-wi) 式1式中：mw所需的加水量（g）； mi 含水率wi時的土樣的質量（g）； wi 土樣原有含水率（%）； w 要求達到的含水率（%）。按上述步驟進行其他含水率試樣的擊實試驗。6 結果整理6.1 按下式計算擊實后各點的干密度：d=/（1+0.01w） 式2 式中：d干密度（g/cm3），計算至0.01； 濕密度（g/cm3）； w 含水率（%）。6.2 以干密度為縱坐標，含水率為橫坐標，繪制干密度與含水率的關系曲線，曲線上峰值點的縱、橫坐標分別為最

10、大干密度和最佳含水率。如曲線不能繪出明顯的峰值點，應進行補點或重做。6.3 按下式計算飽和曲線的飽和含水率wmax，并繪制飽和含水率與干密度的關系曲線圖。 wmax（w/d-1/GS）×100 式4式中：wmax飽和含水率（%），計算至0.01； 試樣的濕密度（g/cm3）； w水在4時的密度（g/cm3）； d試樣的干密度（g/cm3）； GS 試樣土粒比重，對于粗粒土，則為土中粗細顆粒的混合比重； W試樣的含水率（%）。飽和曲線常用以校核擊實曲線的正確性。6.4 校正：當試樣中有大于40mm的顆粒時，應先取出大于40mm的顆粒，并求得其百分率p，把小于40mm部分做擊實試驗，按下

11、面公式分別對試驗所得的最大干密度和最佳含水率進行校正（適用于大于40mm顆粒的含量小于30%時）。 最大干密度按下式校正： dm1/(1-0.01p)/ dm+0.01p/ GS 式5式中：dm校正后的最大干密度（g/cm3），計算至0.01； dm用粒徑小于40mm的土樣試驗所得的最大干密度（g/cm3）； p試料中粒徑大于40mm顆粒的百分率（%）； GS粒徑大于40mm顆粒的毛體積比重，計算至0.01. 最佳含水率按下式校正： Wowo(10.01p)0.01pw2 式6式中：w、o校正后的最佳含水率（%），計算至0.01； wo 用粒徑小于40mm的土樣試驗所得的最佳含水率（%）； p

12、 同前； w2 粒徑大于40mm顆粒的吸水量（%）。6.5 精密度和允許差。本試驗含水率須進行兩次平行測定，取其算術平均值，允許平行差值應符合表5規(guī)定。表5 含水率測定的允許平行差值含水率（%）允許平行差值（%）含水率（%）允許平行差值（%）含水率（%）允許平行差值（%）5以下0.340以下140以上27 報告7.1 土的鑒別分類和代號。7.2 土的最佳含水率wo(%)7.3 土的最大干密度dm(g/cm3).8 本試驗若干問題的規(guī)定與分析8.1 本試驗方法適用于細粒土，對于粗粒土和巨粒土，規(guī)程另有介紹可采用振動臺法和表面震動壓實儀法。工程上大部分土類屬粗粒土，但實際普遍仍采用擊實試驗方法進行

13、。8.2 擊實功對試驗結果的影響 對于同一種土試樣而言，如果擊實功不同，其所對應的最優(yōu)含水率與最大干密度也不盡相同。隨著土所受壓實功的不斷增加，擊實曲線的形狀不會發(fā)生變化，但其位置會逐漸向左方上移，使試驗最佳含水率減少，最大干密度增加。 采用哪種擊實方法，應根據(jù)有關規(guī)定或工程、科學試驗的特殊需要選定。試驗表明，在單位體積擊實功相同的情況下，同類土用輕型和重型擊實試驗的結果相同。8.3 土樣制備對試驗結果的影響 土樣準備可分為：烘干土、風干土（干土法）、天然土（濕土法） 對于塑限較高的土樣，其烘干土的最大干密度較大，天然土的最小，;而天然土的最優(yōu)含水率最大，烘干土最小;風干土(干土法)則與天然土

14、(濕土法)的擊實結果較為相近。因烘干土中的一些膠質與有機質均被灼燒分解，會導致膠粒與水作用失去活性，從而使試驗結果受到影響。為此，當采用干土法進行擊實試驗時，試驗土樣應采用風干土，不宜用烘箱烘干。8.4 濕土法與干土法 對于室內(nèi)標準擊實試驗的制樣方法而言，分為干土法與濕土法兩種。規(guī)程中對于采用哪種方法制樣并沒有很嚴格的規(guī)定，但由于濕土法對于土樣準備的要求較干土法高，故一般試驗人員偏向采用干土法制樣。鑒于采用干土法進行擊實試驗得出的最大干密度較濕土法高（干土法有風干揉搓拌和的步驟，使土體顆粒一定程度上進行了重排，土更容易被擊實緊密），對于施工過程中的含水率較高的天然土路基或原山土路基應采用濕土法

15、制樣，避免造成路基壓實度檢測結果比實際偏低的不良影響。8.5 土的重復使用 土樣在重復使用過程中，擊實功會對土產(chǎn)生較為明顯的影響，最大干密度與最優(yōu)含水率也會偏大。造成這一現(xiàn)象的原因為：一是土顆粒在反復的夯打中被擊碎，使其結構發(fā)生變化，比表面積增加;二是當土樣被擊實后很難恢復到原來的松散狀態(tài)，不易加水浸透，使試驗精度受到影響。因此，應嚴格執(zhí)行規(guī)程中對土樣的不重復使用的規(guī)定。8.6 擊實后，測土樣含水率的溫度控制。 8.6.1 有機質土在105-110溫度下經(jīng)長時間烘干后，有機質特別是腐殖酸會在烘干過程中逐漸分解而不斷損失，使測得的含水率比實際含水率大，土中有機質含量越高，誤差越大。故規(guī)程規(guī)定對有機質含量超過5%的土，應在60-70的恒溫下進行烘干。 8.6.2 某些含有石膏的土在烘干時會損失其結晶水，在105-110下測定其含水率會有影響。每1%石膏對含水率的影響約為0.2%。如果土中有石膏，則試樣應在不超過80的溫度下烘干，并可能需要烘更長的時間。8.7 試驗數(shù)據(jù)的處理 8.7.1本試驗方法中對于干密度與含水率關系曲線的繪制方法并沒有明確規(guī)定，若采用手工繪制，容易產(chǎn)生較大誤差，也不容易在曲線上讀出最大干密度及最佳含水率，甚至有些一線試驗人員將5個試驗點中較大的干密度值作為土樣的最大干密度，這是一個很大的誤區(qū)。 8.7.2規(guī)程中沒明確擊實曲線是二次拋