孟凡會 ,吳 濤 ,謝 營
(1.山東省水利勘測設(shè)計院,山東 濟南250014;2.山東城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院,山東 濟南 250000)
根據(jù)土的三角坐標分類,砂壤土為黏粒含量范圍在6%~10%之間的土,即砂粒和粉粒含量較高,但又含有少量的黏粒。因此砂壤土的特點就是含水率相比黏土偏低,擊實試驗過程中,制備不同含水率的土擊實后干密度差別不明顯,最后得到的含水率-干密度曲線難以確定峰值。本文從砂壤土的擊實試驗中得到:砂壤土擊實試驗中可使不同點的含水率差增至3%,這樣更容易做出峰值點,且做出的曲線更利于后期的擊實后試驗使用。
本次試驗采用工程現(xiàn)場的砂壤土,共取土樣4組。根據(jù)顆粒分析試驗,4組土的定名均為砂壤土,土的比重分別為 2.68、2.69、2.70、2.70,經(jīng)土的液塑限聯(lián)合測定儀測得4組土的塑限分別為14.3、17.8、18.3、17.5,土的風(fēng)干含水率分別為3.89%、3.42%、3.04%、2.99%。根據(jù) SL237-1999《土工試驗規(guī)程》要求,本次試驗采用干法制備。每組土分別取大約20kg砂壤土土樣,放在橡皮板上用木碾碾碎,過5mm篩后將篩下土樣拌勻,并測定土樣的風(fēng)干含水率。根據(jù)土的塑限預(yù)估最優(yōu)含水率為14.3%、17.8%、18.3%、17.5%,方法一按照依次相差2%的含水率制備一組試樣,每組試樣質(zhì)量為2200g。方法二按照依次相差3%的含水率制備一組試驗,每組試樣質(zhì)量為2200g。按以下公式計算應(yīng)加水量:
其中:mω為土樣所需加水質(zhì)量,m為風(fēng)干含水率時的土樣質(zhì)量,m0為風(fēng)干含水率,ω為土樣所要求的含水率。
兩種方法采用同一套擊實設(shè)備,擊實筒質(zhì)量1675g,擊實筒體積947.4cm3。每組土分三層倒入擊實筒內(nèi)并將土面整平,分層擊實,每層25擊。根據(jù)規(guī)范要求操作,擊實完畢后取2個土料平行測定土的含水率,計算擊實后土樣的干密度、飽和含水率,并繪制成圖。如下圖1、圖2、圖3、圖 4所示。
圖11 號土擊實試驗曲線
圖22 號土擊實試驗曲線
圖33 號土擊實試驗曲線
圖44 號土擊實試驗曲線
兩種方法測得的同一種土樣的最大干密度和最優(yōu)含水率見下表1所示。由于人工操作的誤差、制備土樣時的含水率誤差等影響,同一組土的兩種方法得到的最大干密度和最優(yōu)含水率并不完全相同,但是差別不大,因此兩種方法均正確可行。但是顯而易見的是,按照依次相差3%的含水率制備試樣的方法得出的曲線峰值更加明顯、曲線更加流暢、曲線走勢更加清晰。尤其是對于2號和3號土樣來說,方法一按照依次相差2%的含水率制備試樣時,擊實曲線峰值不明顯;而將制備土樣時的含水率差值增加至3%后,能較好的解決這個問題。
表1 土的最大干密度和最優(yōu)含水率
黏性土的擊實試驗曲線應(yīng)是典型的單峰曲線。而在實際試驗過程中發(fā)現(xiàn),砂壤土的擊實試驗曲線偶爾會出現(xiàn)類似于橫寫S形或者不出現(xiàn)峰值的類似直線形線。本文是經(jīng)過大量試驗,得出的經(jīng)驗是制備擊實試樣時,使土的含水率差值增加至3%,能更容易得到砂壤土的單峰值擊實試驗曲線。而土的性質(zhì)、擊實功、含水率等都會影響擊實試驗的結(jié)果,擊實試驗中仍會出現(xiàn)一些橫寫S形曲線等與理論不符合的情況,需要繼續(xù)反復(fù)試驗,找到問題所在,以解決這些問題,更好的為工程服務(wù)。