新疆北疆地區(qū)影響戈壁土的擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因子分析

李小蘭

摘要：為了改善填土的工程性質(zhì)，提高土的強(qiáng)度，控制土的壓實(shí)質(zhì)量；對(duì)填土進(jìn)行室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)；室內(nèi)土工試驗(yàn)中送檢土樣的代表性、含水量、每層加土量、余土高度等是影響試驗(yàn)結(jié)果的關(guān)鍵因子；通過(guò)對(duì)這些因素的分析，更好地提高土的擊實(shí)指標(biāo)值的準(zhǔn)確性，為新疆北疆地區(qū)工程施工提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：擊實(shí)試驗(yàn)；干密度；含水量；加土量；余土高度；準(zhǔn)確性

新疆北疆地區(qū)大部分為戈壁，在工程建設(shè)中，為了就地取材節(jié)省材料，戈壁土（天然砂礫）作為普遍使用的填筑材料，如修筑道路、管道回填、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、建筑物地基及基礎(chǔ)回填等，經(jīng)過(guò)搬運(yùn)未經(jīng)壓實(shí)時(shí)，原狀結(jié)構(gòu)已被破壞，空隙、空洞較多，壓縮量大，強(qiáng)度低，而且戈壁料大部分為粗粒土，顆粒級(jí)配不均勻，粗顆粒含量比較多，經(jīng)常遇到填土壓實(shí)、軟弱地基的強(qiáng)夯和換土碾壓等問(wèn)題。為改善填料的工程性質(zhì)，提高填料的強(qiáng)度，必須將其壓實(shí)到一定標(biāo)準(zhǔn)，以滿足工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。土工擊實(shí)試驗(yàn)就是模擬施工現(xiàn)場(chǎng)的壓實(shí)條件，采用錘擊方法使土顆粒重新排列緊密后密度增大、強(qiáng)度提高、將來(lái)沉降變小的方法。試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性直接影響著工程的質(zhì)量和安全，而土工試驗(yàn)中存在的諸多因素也直接影響著試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度。通過(guò)多年的實(shí)踐，對(duì)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，主要有以下幾個(gè)方面的因素影響著新疆北疆地區(qū)戈壁土（天然砂礫）試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 材料與方法

1.1 供試材料

新疆北疆地區(qū)戈壁土（天然砂礫）

1.2 方法

按現(xiàn)行《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E40-2007）及《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50123-1999）

2 結(jié)果與分析

2.1 土樣的代表性分析

在實(shí)際的土樣送檢時(shí)，為了取樣的方便，現(xiàn)場(chǎng)取樣時(shí)不是隨機(jī)在多個(gè)地方取具用代表性的試樣，或是把大顆粒（礫石）部分剔除，然后裝袋送檢；或是在試驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，沒(méi)有嚴(yán)格按照四分法取土樣制備試樣，使粗顆粒含量不均勻，出現(xiàn)彼多此少的情況，使得最終的干密度出現(xiàn)異常，繪制出的曲線不能準(zhǔn)確反應(yīng)土樣的實(shí)際最大干密度及最優(yōu)含水率。干密度試驗(yàn)結(jié)果表明：試樣中摻入大顆粒（30-40mm礫石）的量均勻時(shí)，試樣的干密度基本是一致的，但大顆粒（30-40mm礫石）摻入量不均勻時(shí)，試樣的干密度是呈現(xiàn)一定離散性的，而且摻入量差異越大，干密度值相差越大（表1）。而擊實(shí)曲線是由不同含水率和對(duì)應(yīng)的干密度繪制成的，如果干密度值不正確的話，繪制的擊實(shí)曲線的準(zhǔn)確性也會(huì)受到影響，從而最終會(huì)影響到最大干密度和最優(yōu)含水率的準(zhǔn)確性。

2.2 土樣含水量分析

按四分法制備的擊實(shí)試驗(yàn)所用土樣，含水率按2%—3%遞增（遞減），拌合均勻后裝入塑料袋或是密封于盛土器內(nèi)靜置備用，但是在實(shí)際的試驗(yàn)過(guò)程中，未必有密封性很好的密封容器，水分損失是不可避免的，尤其在室溫較高的情況下，就更不容易達(dá)到理想的試驗(yàn)效果，因此按理論公式計(jì)算出來(lái)的加水量制備試樣的試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度就會(huì)降低。通過(guò)大量的試驗(yàn)，得出了以下的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：在室溫在24℃～28℃時(shí)，實(shí)際加水量要比理論加水量多0.5%—0.8%，悶料24h后，含水率與預(yù)估含水率非常接近，土在24h后的含水率降低小于1%；當(dāng)室溫在28℃～35℃時(shí)，實(shí)際加水量比理論加水量多1.0%～1.2%，悶料24h后，含水率與預(yù)估含水率非常接近，土在24h后的含水率降低在1%左右。

2.3 擊實(shí)時(shí)每層加土量分析

擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果表明：1#和2#試驗(yàn)時(shí)每層試樣的加入高度基本一致（約為筒高的三分之一）時(shí)，其干密度約為2.32×103 kg/m3，3#、4#、5#試驗(yàn)時(shí)加入土樣的每層高度都不一致，其干密度比1#和2#試樣的要低10 kg/m3～30 kg/m3。

故裝料時(shí)，如果裝入試筒的試樣的每層高度基本一致時(shí)，土體受到的擊實(shí)功是基本相等的，也是最大的，得出的干密度值也是最大的，當(dāng)有一層的土體高度小于（大于）筒高的三分之一時(shí)，由于土體體積相對(duì)減?。ㄔ龃螅瑒t其所受擊實(shí)功相對(duì)減小，使得出的干密度偏小。

2.4 余土高度分析

試樣擊實(shí)后，擊實(shí)筒內(nèi)的土與筒身并不能完全一致，總有部分土超出或未達(dá)到筒頂高度，這部分土稱為余土高度。而標(biāo)準(zhǔn)的擊實(shí)曲線是指余土高度為零時(shí)的單位體積擊實(shí)功能下土的干密度與含水率的關(guān)系曲線。但是在實(shí)際的試驗(yàn)操作中總會(huì)存在或多或少超出或未達(dá)到筒頂高度，如果余土高度過(guò)大，則擊實(shí)曲線上的干密度就不是在一定擊實(shí)功下的干密度，所得試驗(yàn)結(jié)果的誤差就會(huì)增大。試驗(yàn)：余土高度超過(guò)5mm時(shí)干密度的變化較大，這是因?yàn)殡S著余土高度的增加，試樣的單位體積相對(duì)增大，則試樣所受的單位體積擊實(shí)功相應(yīng)減?。▓D1）。因此，在實(shí)際的試驗(yàn)過(guò)程中，擊完后余土高度應(yīng)控制在不超過(guò)試筒頂面5mm之內(nèi)。

3 討論

通過(guò)試驗(yàn)室擊實(shí)試驗(yàn)的分析，新疆北疆地區(qū)戈壁土（天然砂礫）具有自身的特殊性，送檢土樣必須具有代表性，其次制備試樣時(shí)需嚴(yán)格控制土樣含水率、擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)每層加土量盡量基本一致，同時(shí)余土高度也應(yīng)控制在5mm以內(nèi)等，最終采用Excel輔助繪制干密度與含水率的關(guān)系曲線，確定比較準(zhǔn)確的最大干密度即最優(yōu)含水率。這樣室內(nèi)做出的擊實(shí)指標(biāo)值才能更好地為現(xiàn)場(chǎng)施工提供指導(dǎo)，達(dá)到指導(dǎo)和控制現(xiàn)場(chǎng)工程施工質(zhì)量和安全的目的。

參考文獻(xiàn)：

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