粘性粗粒土擊實(shí)特性的試驗(yàn)研究

張愛萍 范 云 孫卓恒

(1.煙臺(tái)大學(xué)土木工程學(xué)院，山東煙臺(tái) 264005;2.山東巖土勘察設(shè)計(jì)有限公司，山東煙臺(tái) 264000)

0 引言

粘性粗粒土是由土、砂、石子組成的混合料，由于土的性質(zhì)不同和砂、石子種類以及含量的不同，粘性粗粒土壓實(shí)成型后的力學(xué)特性也各不相同，重型擊實(shí)試驗(yàn)是模擬施工條件確定粘性粗粒土最大干密度的一種試驗(yàn)方法。分析比較擊實(shí)功、含水率和級(jí)配三個(gè)對(duì)擊實(shí)過程中顆粒改變的影響程度是本次試驗(yàn)的根本目的，通過篩分試驗(yàn)比較擊實(shí)后級(jí)配的改變，得出級(jí)配變化的規(guī)律，為工程設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工碾壓提供更為準(zhǔn)確可靠詳細(xì)的壓實(shí)特性資料。

1 試驗(yàn)原材料及制備方法

首先進(jìn)行原材料的篩分試驗(yàn)，根據(jù)所需連續(xù)級(jí)配和間斷級(jí)配兩種粘性粗粒土的預(yù)定比例摻加配料，得到相應(yīng)擊實(shí)前粒徑含量見表1。

表1 擊實(shí)前兩種級(jí)配粘性粗粒土的粒徑含量

2 實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備、儀器和藥品

擊實(shí)儀:LQ-DJ型電動(dòng)擊實(shí)儀;擊錘:質(zhì)量4.5 kg，錘底直徑5 cm，落高 45 cm;擊實(shí)筒:內(nèi)徑 15.2 cm，高 12 cm，筒容積2 177 cm3;天平:稱量 1 000 g，感量 0.01 g;稱量 15 000 g，感量0.1 g;孔徑為0.075 mm～40 mm的土樣標(biāo)準(zhǔn)篩，0.075 mm洗篩，螺旋千斤頂式土樣推出器，烘箱，噴水壺，木碾，盛土器皿，修土刀，玻璃棒，六偏磷酸鈉。

3 試驗(yàn)方法和過程

兩種級(jí)配的粘性粗粒土分別按規(guī)程進(jìn)行98，128，158下三組重型擊實(shí)試驗(yàn)，每組試驗(yàn)5個(gè)～6個(gè)試樣;擊實(shí)試驗(yàn)在完成稱取質(zhì)量后從套筒中推出，并用恒溫烘干儀將土樣烘干，測(cè)其平均含水率;烘干后放置于容器中浸水?dāng)嚢瑁? mm標(biāo)準(zhǔn)篩將粗料與細(xì)料分開，粗料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，細(xì)料過洗篩后用甲種密度計(jì)測(cè)顆粒含量;對(duì)所得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并加以分析，得到擊實(shí)曲線以及級(jí)配曲線。

圖1 98下?lián)魧?shí)后連續(xù)級(jí)配曲線變化比較圖

圖2 128下?lián)魧?shí)后連續(xù)級(jí)配曲線變化比較圖

4 試驗(yàn)結(jié)果

以下為對(duì)兩種級(jí)配的粘性粗粒土進(jìn)行重型擊實(shí)試驗(yàn)后得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行的整理，分別繪制了不同擊實(shí)功下級(jí)配曲線的變化圖、擊實(shí)曲線和最優(yōu)含水率時(shí)級(jí)配曲線的變化圖(如圖1～圖10所示)。

1)連續(xù)級(jí)配粘性粗粒土擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果見圖1～圖5。

圖3 158下?lián)魧?shí)后連續(xù)級(jí)配曲線變化比較圖

圖4 不同擊實(shí)功下最佳含水量時(shí)連續(xù)級(jí)配曲線變化比較圖

圖5 連續(xù)級(jí)配不同擊實(shí)功作用下的擊實(shí)曲線

2)間斷級(jí)配粘性土擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果見圖6～圖10。

圖6 98下?lián)魧?shí)后間斷級(jí)配曲線變化比較圖

5 結(jié)語(yǔ)

粘性粗粒土是目前土木工程建設(shè)中廣泛應(yīng)用的一種土料。通過試驗(yàn)研究可以看出，粘性粗粒土與一般粘性的擊實(shí)性質(zhì)相似，擊實(shí)曲線都是上凸的拋物線。

圖7 128下?lián)魧?shí)后間斷級(jí)配曲線變化比較圖

圖8 158下?lián)魧?shí)后間斷級(jí)配曲線變化比較圖

圖9 不同擊實(shí)功下最佳含水量時(shí)間斷級(jí)配曲線變化比較圖

圖10 間斷級(jí)配不同擊實(shí)功作用下的擊實(shí)曲線

擊實(shí)過程中，級(jí)配改變隨著擊實(shí)功的增大而變的明顯;同一擊實(shí)功作用下，在最佳含水率時(shí)級(jí)配改變最為明顯;間斷級(jí)配粘性粗粒土的級(jí)配改變較連續(xù)級(jí)配明顯。

［1］ JTG E40-2007，公路土工試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［2］ GBJ 145-1990，土的分類標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［3］ SL 237-1999，土工試驗(yàn)規(guī)程［S］.