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文档简介
土的压实特性、土的击实试验把土压实,土粒之间的孔隙减小,孔隙比减小,土的密度增大。其结果是,在荷载的作用下沉降量减少,土的强度得到提高,透水性降低,土的力学性质得到改善。所以,在道路、铁道、堤防、填海造田等的填土工程及土坝的筑造等工程中,土方的压实是一个重要的课题。Proctor(1933)对同样的土进行了含水量不同、压实功不变的击实试验。很有趣的是,他发现,在压实功不变的情况下,在某一含水量时,可以得到最大的干密度。即,在同一压实能量的条件下,存在着最容易压实的含水量。把这个含水量叫做最优含水量0opt(这就是说,有时,在含水量不合适时,不论怎样增加压实功,也不容易压实,很不经济)。可以这样考虑,含水量比最优含水量Oopt小的时候,作为润滑剂的水过少,土不容易压实,含水量比最优含水量o°pt大的时候,水过多,在压实的过程中,孔隙中的水在短时间排不出来,土也不容易压实。所以,应事先求出填土的最优含水量,当现场土的天然含水量比最优含水量小的时候,施工时可以边洒水边碾压,并尽量控制填土含水量在最优含水量的附近压实。但是,当现场的天然含水量比最优含水量大的时候,因为没有那样的大型干燥机,在现场要使填土干燥实际上是比较困难的。lOOOetn1)5cmlOOOetn1)5cm图1击实试验装置(a)击实筒(内径10cm);(b)夯实器(2.5kg)最优含水量①。pt是由土的击实试验求出的。这是在实验室内,用简单的试验装置模仿现场的压实机械的试验。其方法是,在图1所示的容器内装入数层土,每层都用重锤锤击规定的次数,使土压实。然后根据容器内土的质量求出土的天然密度Pt,测出土的含水量①,按下式计算土的干密度pd:改变土的含水量,反复进行上述试验,根据试验结果,以含水量0为横坐标,以干密度pd为纵坐标,可以绘出图2那样的向上凸的山形曲线。把这条曲线叫做击实曲线。击实曲线顶点处于密度达到最大值,叫做最大干密度pdmax,这时的含水量叫最优含水量o。
Jft优才水■40Jft优才水■405Q含未馆w<J4)图2击实曲线和最优含水量①opt在图2中,作为参考,绘出了饱和度分别是Sr=100%、90%、80%、70%时干密度pd与含水量①的理论关系曲线(图中p®=lg/cm3,Gs=2.65)。GTOC\o"1-5"\h\zpd与①的关系,如果以S为参数,根据式p=厂十P和eS二GO可以表示为下式:drd1+eWrsGppP=L卩=W=Wd1+ew1G+eG1G+WSs's'sr由图2可以看到,随着含水量的增大,土趋近于饱和,所以击实曲线渐近于饱和度Sr=100%的曲线(孔隙全部被水充满,也称为零孔隙曲线)。二、土的种类和击实曲线的特征砂质土的土颗粒大,比表面积小,所以,最优含水量wopt小,在很少的水分下就可以压实,击实曲线的山形很陡。而且,砂土的孔隙比e比粘土的小,由公式pd=Gspw/(1+e)可知,干密度pd大。反之,粘性土土颗粒小,比表面积大,所以,最优含水量w°pt大,对水的效果不敏感,击实曲线的山形平缓。并且,粘性土的孔隙比e比砂土的大,通常干密度pd小[见图3(a)]。起超聖H-中击冥功起超聖H-中击冥功(b>(a)(b>图3击实曲线中粒径、压实功的影响对于相同的土,加大压实功,例如,加大锤重、提高落距、或者增加锤击次数,如图3(b)所示,此时有最大干密度增大、最优含水量减小的倾向。而且可以看到,图3(a)、(b)中的压实曲线,右侧都与理论饱和曲线(S=100%)渐近。从而可知,随着干密度的增加,最优含水量①°pt会不断减少。即使是不同的土,理论饱和曲线也几乎相等。因为,在公式1.19)中,Sr=100%,p^=1g/cm3,只是Gs稍有不同,Gs=2.65〜2.7。三、相对密度(relativedensity)Dr砂土的密实程度可以用孔隙比e二V/V这一指标来衡量。可是砂土的种类不同,最松vs状态的孔隙比(最大孔隙比)emax以及最密实状态的孔隙比(最小孔隙比)em.n也不同,所以,仅maxmin仅依靠孔隙比e绝对值的大小,还不能判断砂土实际的密实程度,因此引入相对密度Dr这一指标:e—eD=——maxX100%re—emaxmin式中,e是砂土的实际孔隙比。D=0时,即e
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