楊三興
(新疆交通建設(shè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司,新疆 烏魯木齊 830000)
《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E40—2007)規(guī)定,表面振動(dòng)壓實(shí)儀法是測定粗粒土和巨粒土最大干密度的試驗(yàn)方法。它適用于測定無黏性自由排水粗粒土和巨粒土的最大干密度。高等級(jí)公路路床均要求用礫類土填筑,特別是在新疆等戈壁廣布的地區(qū),礫類土是主要的路基填筑材料。因此,表面振動(dòng)壓實(shí)儀法試驗(yàn)得到廣泛應(yīng)用。
表面振動(dòng)壓實(shí)儀法又分為干土法和濕土法。規(guī)范沒有規(guī)定兩種方法的適用范圍,表明都可采用。兩種方法測得結(jié)果是否一致是需要驗(yàn)證的一個(gè)問題。本文基于對(duì)喀什至葉城公路第一合同段K3025右側(cè)料場礫類土的最大干密度的大量試驗(yàn)研究,提出了干土法難以得出土的最大干密度,不具實(shí)用性,而濕土法不僅能得出土的最大干密度,還能得出土的最佳含水量,具有實(shí)用性的觀點(diǎn)。
2010年對(duì)K3025右側(cè)路基料場土樣試驗(yàn)的結(jié)果為:該土樣屬級(jí)配不良礫“GP”,天然含水量為1.6%,液限為20.0%,塑限為16.5%,塑性指數(shù)為3.5,其中大于40mm顆粒毛體積密度為2.663g/cm3。
顆粒分析試驗(yàn)結(jié)果表明該土樣為級(jí)配不良礫,屬于自由排水粗粒土,結(jié)果見表1。
表1 顆粒分析試驗(yàn)結(jié)果
該土樣大于40mm顆粒含量不大于30%,可以采用重型擊實(shí)法進(jìn)行試驗(yàn)。先將土樣中大于40mm顆粒篩除,進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn),測得最大干密度為2.34g/cm3,最佳含水量為4.9%。再按公式校正得到土樣的最大干密度為2.379g/cm3,最佳含水量為5.0%。
該土樣屬自由排水粗粒土,規(guī)程規(guī)定應(yīng)采用表面振動(dòng)壓實(shí)法測定其最大干密度。采用干土法進(jìn)行多次試驗(yàn),測得其最大干密度為2.239g/cm3,結(jié)果見表2。
表2 干土法試驗(yàn)結(jié)果
采用濕土法進(jìn)行多次試驗(yàn),測得最大干密度為2.396g/cm3,最佳含水量4.8%,試驗(yàn)結(jié)果見表3。
表3 濕土法試驗(yàn)結(jié)果
從該土的顆粒組成來看,擊實(shí)法和表面振動(dòng)壓實(shí)儀法都具有可用性。擊實(shí)法所得最大干密度為2.379g/cm3,表面振動(dòng)壓實(shí)儀法之干土法測得最大干密度為2.239g/cm3,表面振動(dòng)壓實(shí)儀法之濕土法測得最大干密度為2.396g/cm3。可見,干土法測得的最大干密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他兩種方法,僅為濕土法的93.4%。而濕土法測得的干密度最大,且與擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果基本一致(或稍大),所得含水量也與擊實(shí)試驗(yàn)得出的最佳含水量基本一致。試驗(yàn)結(jié)果表明采用干土法難以得出土的最大干密度。
從土的壓實(shí)原理可知,產(chǎn)生上述結(jié)果是必然的。土的壓實(shí)原理表明,影響土的壓實(shí)的因素主要有:壓實(shí)功,含水量,壓實(shí)機(jī)械的特征,土的顆粒組成等。同一種土,在其他因素相同的情況下,處于最佳含水量時(shí)壓實(shí)效果最好,土中含適量的水有利于土顆粒在壓實(shí)功能的作用下,克服摩擦阻力和黏滯力而發(fā)生相對(duì)位移使土體密實(shí)。表面振動(dòng)壓實(shí)儀法之干土法,由于土處于干燥狀態(tài),不含水分,在同樣壓實(shí)功效之下,其壓實(shí)效果必然不如濕土法,所以難以得出土的最大干密度。
對(duì)喀什機(jī)場附近料場礫類土進(jìn)行同種試驗(yàn),擊實(shí)法測得的最大干密度為2.35g/cm3,表面振動(dòng)壓實(shí)儀法之干土法測得的最大干密度為2.232g/cm3,表面振動(dòng)壓實(shí)儀法之濕土法測得的最大干密度為2.387g/cm3。對(duì)喀什公墓料場礫類土進(jìn)行試驗(yàn),擊實(shí)法測得的最大干密度為2.33g/cm3,表面振動(dòng)壓實(shí)儀法之干土法測得的最大干密度為2.229g/cm3,表面振動(dòng)壓實(shí)儀法之濕土法測得的最大干密度為2.392g/cm3。
對(duì)自由排水粗粒土采用表面振動(dòng)壓實(shí)儀法能夠測得其最大干密度;表面振動(dòng)壓實(shí)儀法之干土法難以測得其最大干密度,不具有適用性;濕土法能夠準(zhǔn)確得出其最大干密度,并且能夠測得與擊實(shí)法相近的最佳含水量,從而較好地指導(dǎo)土方路基施工。如果參照擊實(shí)法配制不同含水量的土樣進(jìn)行試驗(yàn),便可得出壓實(shí)曲線,求得最佳含水量。這在工程實(shí)踐中具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
[1]JTG E40—2007,公路土工試驗(yàn)規(guī)程[S].