土力学与地基基础任务3 土方填筑的压实控制

压实：指通过夯打、振动、碾压等，使土体变得密实、以提高土的强度、减小土的压缩性和渗透性压实性：指土在一定压实能量作用下密度增长的特性研究击实性的目的：

以最小的能量消耗获得最大的压实密度

击实方法：室内击实试验现场试验:夯打、振动、碾压任务3土方填筑的压实控制压实目的在工程实践中，对垫层的碾压质量的检验，是要求能获得填土的最大干密度dmax，与之相对应的制备含水量为最优含水量。其最大干密度可用室内击实实验确定。一、土的击实试验击实筒护筒击锤导筒轻型击实试验适用于粒径小于5mm的土重型击实试验适用于粒径小于40mm的土1击实曲线(压实曲线)：击实试验达到规定击数后测定土的干重度γd

和含水量,改变含水量ω重复上述试验,并将结果以ω为横座标,干重度γd为纵座标,绘制的曲线。ρdmaxωρd0ωop++++++轻型击实试验适用于粒径小于5mm的土，击实筒容积为947cm3，击锤质量为2.5kg。把制备成一定含水量的土料分三层装入击实筒，每层土料用击锤均匀锤击25下，击锤落高为30.5cm

重型击实试验适用于粒径小于40mm的土，击实筒容积为2104cm3，击锤质量为4.5kg，击锤落高为45.7cm

。分五层击实，每层56击。根据击实后土样的密度和实测含水量计算相应的干密度1.3土的压实及最优含水量

击实试验的操作步骤如下:

1.将代表性的风干或在低于60

oC温度下烘烤干的土样放在橡皮板上用木碾碾散，过5mm筛，拌匀备用。2.测定土样风干含水量，按土的塑限估计其最优含水量，按依次相差约2%的含水量制备一组（不少于5个）试样，其中有两个大于和小于最优含水量，计算所需加水量。3.按预定含水量制备试样。称取土样，每个约2.5kg，平铺于一不吸水的平板上，用喷水设备往土样上均匀喷洒预定的水量，稍静置一段时间再装入塑料袋内或密封盛样器内浸润备用。浸润时间对高塑性黏土不得少于一昼夜，对低塑性黏土可酌情缩短，但不少于12h。

4.将直径9.125cm，高15cm的击实筒放在坚实地面上，将制备好的试样600～800g（其数量应使击实后的试样略大于筒高的1/3）倒入筒内，整平其表面，并用圆木板稍加压紧，然后用锤（锤重2.5kg，锤底直径5cm）进行击实，锤击时锤应自由铅直落下，落距46cm，对砂土和粉土，每层为20击，对粉质黏土和黏土，每层为30击。锤迹必须均匀分布于土面。然后安装套环，把土面刨成毛面，重复上述步骤进行第二层及第三层的击实，击实后超出击实筒的余土高度不得大于10mm。5.用修土刀沿套环内壁削挖后，扭动并取下套环，齐筒顶细心削平试样，拆除底板。6.用推土器推出击实筒内试样，从试样中心处取2个各约15～30g土样测定其含水量。7.按4～6步骤重复进行其他不同含水量试样的击实试验。图1-7砂土和黏土的压实曲线

计算上述五个不同含水量w试样的五个相应干密度d，以干密度为纵坐标，含水量为横坐标，绘制d和w关系曲线，如图1-7所示。在曲线上，d的峰值即为最大干密度dmax，与之相对应的制备含水量为最优含水量wop。图1-8压实功能对压实曲线的影响

在室内击实试验时，根据不同的锤击数得到的干密度，可绘制数条d

-w关系曲线（见图1-8）及各锤击数下最大干密度的轨迹ab。二.细粒土的压实性1.击实曲线2.理论分析3.影响因素4.压实标准2.6土的压实性1.击实曲线特点：①具有峰值②位于饱和曲线之下

粘性土渗透系数很小，压实过程中含水量几乎不变，要想击实到饱和状态是不可能的。0481216202428含水量w(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)饱和曲线dmax=1.86wop=12.1二.细粒土的压实性最大干密度最优含水量2.6土的压实性2.理论分析压实机理：颗粒被击碎，土粒定向排列;粒团破碎，粒间联结力被破坏而发生孔隙体积减小;空气被挤出或被压缩等水膜润滑作用效果最佳;尚没有形成封闭气泡，气体易于排出;颗粒表面水膜很薄，相对移动困难

水膜润滑作用不明显;封闭气泡难以排出;增加水的相对含量

wwop,ρdρdmaxw<wop,ρd<

ρdmaxw>wop,ρd<

ρdmax

0481216202428含水量w(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)饱和曲线dmax=1.86wop=12.1二.细粒土的压实性2.6土的压实性(a)粗粒多↑，ρ

dmax↑(b)级配良好ρ

dmax>均匀级配ρ

dmax(c)击实曲线的陡ωop<击实曲线缓的ωop(d)含腐植质↑,不易击实↑,ρ

dmax↓(e)砂土在风干和完全饱和状态下击实效果好二影响土压实效果的因素1.土类和级配的影响a)粒径（mm）b)含水率ω(%)

ωρd0无粘性土的击实曲线饱和风干2不同击实功能的影响击实功能↑,γdmax↑,ωop↓。3含水率的影响当含水率较低时，随ω而ρd↑，而当干密度增大到某一值后，随ω↑反而ρd↓3.影响因素a.击实功能b.土的级配

c.击实方式夯实、辗压、振动；辗压对粘土比较合适

E二.细粒土的压实性2.6土的压实性4.压实标准粘性土存在最优含水量wop，在填土施工中应该将土料的含水量控制在wop左右，以期得到ρdmax。在wop的干侧：常具有凝聚结构。土质比较均匀，强度较高，较脆硬，不易压密；但浸水时易产生附加沉降。在wop的湿侧：常具有分散结构。土体可塑性大，适应变形的能力强；但强度较低，具有各向异性。在设计土料时应根据填土的要求和当地土料的天然含水量，选定合适的含水量，一般要求为：b.工程上常采用压实度Dc控制（作为填方密度控制标准）Ⅰ、Ⅱ级土石坝

Dc>95~98%

Ⅲ~Ⅴ级土石坝

Dc>92~95%

二.细粒土的压实性2.土的压实特性1）压实曲线特点：(a)具有峰值：峰值点对应于最大干重度γdmax和最优含水量ωop(最佳含水量)。

最优含水量:在一定压实能量下，使土最容易压实，并能达到最大干重度的含水量。工程中常按ωop＝ωp＋2(b)多数击实曲线ωop以左部分曲线较陡，以右则较缓且大致平行于饱和曲线(c)击实曲线位于饱和曲线左下方不可能与饱和曲线有交点。ρdmaxωρd0ωop++++++饱和度100%三压实特性在现场填土中的应用1用来判别在某一击实功作用下土的击实性能是否良好及土可能达到的最佳密实度范围与相应的含水率值，为填方设计(或为现场填筑试验设计)合理选用填筑含水率和填筑密度提供依据；2为制备试样以研究现场填土的力学特性时，提供合理的密度和含水率。K值越大，表示对压实质量的要求越高