室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)中風(fēng)干土與烘干土試驗(yàn)結(jié)果分析

王 卉

(安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，安徽 蚌埠 233000)

擊實(shí)試驗(yàn)是利用標(biāo)準(zhǔn)化的擊實(shí)儀器和規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法，測(cè)出土的最大干密度及最優(yōu)含水量，為工程設(shè)計(jì)施工提供土的壓實(shí)參數(shù)。但是采用風(fēng)干土與采用烘干土做擊實(shí)試驗(yàn)，最終對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響如何目前沒有任何規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)中給予明確，筆者用20個(gè)土樣分別采用2種不同的制備方法，分析比較試驗(yàn)結(jié)果，以得出相應(yīng)結(jié)論，為室內(nèi)試驗(yàn)提供更加真實(shí)可靠的擊實(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù)提供證據(jù)。

1 試驗(yàn)方法及內(nèi)容

在土樣的制備中，將一定量土樣平鋪于不吸水的盛土盤內(nèi)，土樣質(zhì)量約2.5kg，把計(jì)算控制的水量準(zhǔn)確均勻地噴灑在土樣上，是保證擊實(shí)試驗(yàn)準(zhǔn)確性的一個(gè)重要關(guān)鍵點(diǎn)，加水方法采用稱重控制的方法效果最好，借用特制的噴灑器將規(guī)定的水量在邊灑邊拌和的情況下，使水均勻地分布于土樣內(nèi)，然后置于密閉容器或薄膜袋中，放置陰涼處保濕，時(shí)間一般不少于12h，甚至一晝夜，粉質(zhì)土可適當(dāng)縮短時(shí)間。輕型擊實(shí)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中要求過5mm篩，將篩下土樣拌勻，并測(cè)定土樣的風(fēng)干含水率，根據(jù)土的塑限預(yù)估最優(yōu)含水率，按依次相差2%的含水率制備一組試樣，而一組不應(yīng)少于5個(gè)試樣，其中應(yīng)有2個(gè)含水率大于塑限，2個(gè)含水率小于塑限，1個(gè)含水率接近塑限。

擊實(shí)儀分為輕型擊實(shí)儀和重型擊實(shí)儀2種，輕型擊實(shí)儀適用于粒徑小于5mm的粘性土，其單位體積擊實(shí)功能為592.2kJ/m3；擊實(shí)試驗(yàn)的操作步驟、方法及相關(guān)事項(xiàng)意見文[2]和文[3]應(yīng)規(guī)定。土的壓實(shí)程度與含水率、壓實(shí)功能和壓實(shí)方法有著密切的關(guān)系。當(dāng)壓實(shí)功能和壓實(shí)方法不變時(shí)，土的干密度隨含水率的增加而增加，當(dāng)干密度達(dá)到某一最大值后，含水率繼續(xù)增加反而會(huì)使干密度減小，該最大值即為最大干密度，相應(yīng)的含水率為最優(yōu)含水率。

為了使試驗(yàn)結(jié)果更直觀的進(jìn)行比較，本次試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)土樣均為5mm以下粘性土，不考慮當(dāng)粒徑大于5mm的顆粒含量小于30%時(shí)的土樣情況。

由于細(xì)粒土在低含水率時(shí)，不易被壓實(shí)，當(dāng)含水率逐漸增大時(shí)，顆粒表面摩擦力相應(yīng)減小，所以在外力作用下，就容易被壓實(shí)。而繼續(xù)增加水量，又只會(huì)增加土的孔隙體積，使干密度相應(yīng)降低。欲將填土壓實(shí)，必須使其水分降低到飽和程度以下，要求土體處于3相狀態(tài)。土在瞬時(shí)沖擊荷載的重復(fù)作用下，顆粒重新排列，其固態(tài)密度增加，氣態(tài)體積減小。當(dāng)錘擊力作用于土樣時(shí)，首先產(chǎn)生壓縮變形；當(dāng)錘擊力消失后，土又出現(xiàn)了回彈現(xiàn)象。因此，土的壓實(shí)過程既不是固結(jié)過程，也不同于一般的壓縮過程，而是一個(gè)顆粒和粒組在不排水條件下的重新組構(gòu)的過程。余土高度的控制。試樣擊實(shí)后總有部分土超過擊實(shí)筒的高度，這部分土樣的高度稱為余土高度。由于實(shí)際操作中總是存在或多或少的余土高度，如果余土高度過大，則關(guān)系曲線上的干密度就不再是一定功能下的干密度，試驗(yàn)結(jié)果的誤差會(huì)增大。因此，為了控制人為因素造成的誤差，在文[2]和文[3]中規(guī)定，為了保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確度，規(guī)定擊實(shí)完成時(shí)，超出擊實(shí)筒頂?shù)脑嚇痈叨纫∮?mm。當(dāng)余土高度不超過6mm時(shí)，干密度的誤差(以余土高度為0時(shí)的干密度為基準(zhǔn))才能控制在允許誤差范圍內(nèi)，所以說余土高度也會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

工作人員從現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)料場(chǎng)取天然含水率土樣20袋每袋50kg，再把每袋土樣分成2份，每份各25kg，1份自然風(fēng)干，1份放在烘箱內(nèi)烘干，溫度調(diào)至70℃。由于篇幅有限，本文只列7個(gè)土樣的比對(duì)結(jié)果。如表1所列。

表1 自然風(fēng)干土樣與烘箱烘干土樣擊實(shí)后比對(duì)結(jié)果

3 結(jié) 論

20個(gè)土樣的比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果表明，除了LC8#和LC9#2個(gè)土樣以外，其余18個(gè)土樣用烘干土得到

的結(jié)果，最優(yōu)含水率比風(fēng)干的小，而最大干密度會(huì)比風(fēng)干土樣的大。

根據(jù)施工實(shí)際的土質(zhì)本身的天然特性，建議室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)采用風(fēng)干土樣做試驗(yàn)要好。由于烘干后會(huì)使土中的某些膠質(zhì)或有機(jī)質(zhì)被灼燒或分解，致使失去膠粒與水作用的活性，會(huì)影響擊實(shí)試驗(yàn)成果。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 林宗元.巖土工程試驗(yàn)監(jiān)測(cè)手冊(cè)[M]．沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1994.

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[3] 丁凱，曹征齊．巖土工程類(巖石、土工、土工合成材料)[M]．鄭州：黃河水利出版社，2008.