土工擊實試驗檢測的若干問題

謝仁遷

(尤溪縣永興交通工程試驗檢測有限公司，福建 三明　365100)

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土工擊實試驗檢測的若干問題

謝仁遷

(尤溪縣永興交通工程試驗檢測有限公司，福建 三明365100)

摘要：為了檢測土的壓實質(zhì)量，公路土工擊實試驗是最為常用的方法，公路土工擊實試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。就實際公路工程檢測中影響試驗準(zhǔn)確性的因素進(jìn)行深入分析，以期對提升試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性、保障公路建設(shè)的質(zhì)量有所幫助。

關(guān)鍵詞：公路工程；土工；擊實試驗；含水量

1實驗過程

《公路土工試驗規(guī)程》對土工擊實試驗有詳細(xì)的試驗過程介紹，其具體流程一般為：選擇堅實的地面放置擊實儀，并在擊實筒內(nèi)壁與底板均勻涂抹潤滑劑，如凡士林等，連接擊實筒與底板，安裝護(hù)筒；對儀器部件與配套設(shè)備進(jìn)行性能檢測，做好檢測記錄；選取土樣稱重，將制備好的土樣分3～5次倒入筒內(nèi)，分層均勻倒入擊實筒內(nèi)，保證每層試樣高度一致，小筒按三層法時，每次約800～900 g,(其量應(yīng)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400～500 g(其量應(yīng)使擊實后的試樣等于或略高于筒高的1/3)，大筒按三層法，每層1 700 g左右，整平表面稍加壓緊，按規(guī)定的次數(shù)進(jìn)行第一層土的擊實，擊實時錘應(yīng)自由垂直落下，錘擊均勻分布于土樣面，第一次擊實完成后將試樣層面“拉毛”然后再裝入套筒，重復(fù)上述方法進(jìn)行其余各層土的擊實。小試筒擊實后試樣不應(yīng)高于筒頂5 mm，大筒不應(yīng)高于6 mm。用修土刀沿套筒內(nèi)壁削刮，試樣與套筒脫離后扭動取下套筒，齊筒頂仔細(xì)削平試樣，拆除底板，擦凈筒外壁，對試樣進(jìn)行稱量，精確至1 g。用推土器推出試樣，從試樣中心處取樣測含水率，計算至0.1%。對其他土樣的含水量測定與此相同。最后求取最大干密度與最佳含水率，將同一種土體試樣制成含水率以2%遞減的5個土樣，要求兩個試樣的含水率大于塑限，兩個試樣的含水率小于塑限，一個試樣的含水率接近塑限。放在擊實筒內(nèi)以相同的擊實功擊實，測出干容重與含水量，繪出含水量與干容重關(guān)系曲線(擊實曲線)。曲線峰值為土體最大干密度值，與之對應(yīng)的即為最佳含水率。

2實驗結(jié)果影響因素

2.1制樣方法的影響

擊實功能主要依靠土體顆粒遭受擠壓實現(xiàn)，土體在烘干的時候，土體中的某些膠質(zhì)或有機(jī)質(zhì)被灼燒分解，失去膠粒與水作用的活性；同時土體顆粒間存在的封閉氣泡受高溫影響逐漸減少消失，擊實使土體顆粒體積發(fā)生永久性減小，試驗得到的干密度較高。濕法或者風(fēng)干法制備土體樣本時較少受高溫影響，土體顆粒間的氣泡得以保存，氣泡承擔(dān)相當(dāng)大比重的擊實功并轉(zhuǎn)化為孔隙壓力，在擊實時氣泡體積暫時性減小，土體顆粒遭受的擊實功僅能使土體顆粒的定向排列更加緊密，土體擊實后有較大的回彈空間，土體體積減小程度較小，試驗得到的干密度自然較小。由黏土土體壓縮性質(zhì)影響，黏土一般不建議使用烘干法制備土樣，以烘干法與濕法制備為主。干土法是將試樣風(fēng)干或低溫烘干碾碎過篩，濕法是將天然含水率的試樣碾碎過篩。干土法按四分法至少準(zhǔn)備5個試樣，分別加入不同水分，(按2%～5%含水率遞增)，拌勻后悶料一夜備用。濕土法對于高含水率土可省略過篩步驟，用手揀出大于40 mm粗石子即可。保持天然含水率的第一個試樣可直接用于實驗，其余試樣將土分成小土塊，分別風(fēng)干，含水率按2%～3%遞增。在試驗前需對原狀土樣的均勻度與雜質(zhì)含量進(jìn)行分析，保證力學(xué)試驗與物理試驗所選土樣具有一致性。為使土樣含水量均勻，降低土樣密度差異，擾動土試樣制備時需要將加水量均勻噴灑在土樣上保持濕潤，時間為24 h左右。若在擊樣法制備試樣時分層擊樣，需要保證每一層土樣密度一致。

2.2擊實方法影響

大量試驗實踐以及資料表明，擊實類型對土工擊實試驗結(jié)果有較大影響。最大干密度隨著擊實功的增加而增加，最優(yōu)含水量則與之相反，隨著擊實功增加而減小，輕型擊實方法與重型擊實方法得到的最優(yōu)含水量相差2%，輕型擊實較重型擊實得到的最優(yōu)含水量高。

2.3土樣重復(fù)使用

土樣重復(fù)使用在土工擊實試驗中一般是不宜采用的，《公路土工試驗規(guī)程》所列的兩種制備土樣方法均有明確提示。但也有一些試驗指導(dǎo)類書籍提出了土樣重復(fù)使用的干土法，即將具有典型性的風(fēng)干土樣或者低于50 ℃烘干的土樣，置于橡皮板上碾碎過篩，小擊實筒用四分法取過篩之后的土樣3 kg左右，大擊實筒取6.5 kg左右。土樣重復(fù)使用的情況在土工擊實試驗中普遍發(fā)生，但這樣做無疑會對試驗結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，主要表現(xiàn)為重復(fù)使用的土樣與初次使用的土樣含水量的差異。究其原因，主要是因為土工擊實試驗中需要對土樣反復(fù)夯實，致使土體顆粒內(nèi)在結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，粒徑減小而表面積增大，顆粒吸水能力大幅提升，最優(yōu)含水量相應(yīng)增加，所以重復(fù)使用的土樣最優(yōu)含水量遠(yuǎn)比初次使用的大。

2.4余土高度因素

擊實試驗中土樣的體積受擊實筒限制具有固定性，而標(biāo)準(zhǔn)擊實功是將余土高度視為零進(jìn)行的，實際操作不可能達(dá)到理想標(biāo)準(zhǔn)，影響土工擊實試驗的結(jié)果。余土高度越高，試驗結(jié)果誤差越大，余土高度增加，干密度相應(yīng)減小，反之亦然。標(biāo)準(zhǔn)擊實曲線是在理想試驗狀態(tài)下，單位體積功作用下干密度與含水量的變化曲線，實際試驗所得的干密度與含水量曲線與標(biāo)準(zhǔn)曲線之間存在一定差距。

2.5含水量的控制

含水量對擊實試驗結(jié)果的影響較大，在土樣制備階段，可以采用的方法為：稱量10 kg檢定合格的電子天平。將天平托盤先置于天平去皮重，把準(zhǔn)備好的2.5 kg土樣倒入盤中用噴霧器噴水，直至天平指數(shù)達(dá)到需要的濕土重為止，然后對土樣密封保存，放置時間為一晝夜，不宜超過36 h，否則土樣水分損失過多，影響試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

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[3]曾干群,熊灣.土工擊實試驗的幾點(diǎn)體會[J].廣西水利水電,2013，(3).

Some problems of geotechnique compaction test and detection

XIE Ren-qian

(Youxi County Yongxing Traffic Engineering Test and Detection Co., Ltd., Sanming, Fujian 365100, China)

Abstract:In order to detect the compaction quality of soil, highway geotechnique compaction test is the most commonly used method, the accuracy of test results is critical. This paper analyzes factors influencing the accuracy of the test according to the actual highway engineering tests, in order to improve the accuracy of the test results, and to guarantee the quality of the highway construction.

Keywords:highway engineering; geotechnique; compaction test; water content

收稿日期：2015-11-15

作者簡介：謝仁遷(1976-)，男，福建尤溪人，工程師，研究方向：公路工程檢測。

中圖分類號：U415.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)04-0144-02