土的擊實試驗影響因素

王曉曉

【摘要】土的擊實試驗影響因素眾多，本文在分析了土的擊實試驗的意義、原理與方法的基礎上，探討了幾點影響土的擊實試驗的因素。

【關鍵詞】土的擊實試驗；影響因素；擊實功

一、土的擊實試驗的意義、原理與方法

（一）土的擊實試驗的意義

土體是道路沿線、土壩等土工構筑物的建筑材料。經過挖掘搬運的土，其原始結構已被破壞，天然含水量也發生了變化。在沒有擊實或壓實之前，其抗剪強度較低，壓縮性大且很均勻，遇水后還可能產生濕陷。為了滿足建筑物穩定性的要求，必須用夯實或輾壓等方法使填土密實，使土的密度增大、強度增高、變形減小、透水性降低，并為路基設計、確定路基設計回彈模量和適宜的路面組合類型、路基壓實、防護與加固等提供工程地質依據和必要的設計參數。為此，在選擇土料時，必須研究土的擊實性。

目前，擊實試驗是研究土的擊實性的常用方法。通過擊實試驗，確定在什么樣的情況下，才使填土達到最好的密實效果。也即找出在擊實作用下，土的干密度、含水率之間的關系和基本規律，從而選定適合道路工程需要的含水率和與其相應的干密度。

（二）擊實試驗原理

擊實試驗是把某一含水率的土樣裝入擊實筒內，按規定的落距和次數用擊錘打擊土，然后取出測其含水率和干密度，用一種土配制成多個不同含水率的土樣做試驗，測得相應的含水率和干密度，其含水率與干密度的對應關系并繪出ρd-W關系曲線圖。

室內擊實試驗是用一定體積的擊實筒和錘擊功，用調整試樣含水量的方法進行數次擊實試驗，測得土的最大干密度和其對應的最佳含水量。擊實試驗以單位體積擊實功的大小劃分為輕型擊實和重型擊實兩種，設計時按工程需要和調整壓實系數進行選擇。

（三）擊實試驗方法

1、擊實試驗方法選擇

目前國內常用的擊實方法有兩種：

（1）輕型擊實：適用于粒徑小于5mm的細粒土，錘底直徑為51mm，擊錘質量為2.5kg，落距為305mm，單位體積擊實功為591.6kJ/m3；分3層夯實，每層25擊。

（2）重型擊實：適用于粒徑不大于40mm的土，擊實筒內徑為152mm，筒高116mm，擊錘質量為4.5kg，落距為457mm，單位體積擊實功為2682.7kJ/；分5層擊實，每層56擊。

2、擊實試驗步驟

（1）將擊實儀平穩置于剛性基礎上，擊實筒與底座聯接好，安裝好護筒，在擊實筒內壁均勻涂一薄層潤滑油。稱取一定量試樣倒入擊實筒內，分層擊實。輕型擊實試樣為2-5kg，分3層，每層25擊；重型擊實試樣為4-10kg，分5層，每層56擊，若分3層，每層94擊。每層試樣高度宜相等，兩層交界處的土面應刨毛。擊實完成時，超出擊實筒頂的試樣高度應小于6mm。

（2）卸下護筒，用直刮刀修平擊實筒頂部的試樣，拆除底板，試樣底部若超出筒外，也應修平，擦凈筒外壁，稱筒與試樣的總質量，準確至1g，并計算試樣的濕密度。

（3）用推土器將試樣從擊實筒中推出，取2個代表性試樣測定含水率，2個含水率的差值應不大于1%。

（4）對不同含水率的試樣依次擊實。

室內擊實試驗的影響因素很多，主要有試驗方法和標準、擊實功能、土的含水量、土的種類和級配以及有機質含量等。

二、土的擊實試驗影響因素

（一）實驗方法

擊實試驗分干土法（風干土依次加水）和濕土法，鐵道部曾對高含水率的粘質土進行過比較試驗，發現這兩種方法求得的結果有很大的差別。對于最大干密度，干土法大，濕土法??；對于最佳含水率，干土法小，濕土法大。對于這種高含水率的土，如果仍按干土法做擊實試驗，則在無形中增大了對土基壓實的要求，施工中實際是達不到的。而其對于高含水率的土，試料的干燥處理往往影響著試驗效果，因而這類土采用濕土法比較符合實際。除此之外也有采用烘干土做試驗的，但實踐證明，用烘干土做試驗得到的最佳含水率偏小，而最大干密度偏大，所以對于非高含水率的土選用干土法更為合理。在實際操作中，當環境或場地條件難以確定時，也可以用50℃溫度下烘干的土樣來代替風干土做試驗；

（二）擊實功

擊實功越大則土體的孔隙比越小、干密度越大，最佳含水率越小，但這種增大擊實功是有一定限度的，超過這一限度后即使擊實功增加，其最大干密度再增加效果也不明顯，由于最大干密度是將土體內所有氣體全部排放，此時土體處于飽和狀態，孔隙比最小。土體顆粒處于疏松狀態，此時土內孔隙多與外界大氣聯通，因此氣體易被擠出，土體易于擊實，密度增大范圍也較大，當含水率增大或接近最佳含水率時，土內孔隙中的氣體幾乎處于同大氣隔絕的封閉狀態，這種情況下即使擊實也難以將氣體排出，因此即使擊實也不能使其達到完全飽和狀態。

（三）擊實余土

在進行公路土工擊實試驗之后，總有些土柱高度被視作余土高度，因為余土高度比筒頂高要高。由于在實際操作過程中若總是存在過大的余土高度，那么關系曲線中所顯示的干密度就不是實際情況中的干密度，這樣所得的試驗結果就會出現很大誤差。所以，規程規定，擊實試驗中的余土高度一定要控制在5mm以內。對于這種現象所采取的主要措施是：重型與輕型擊實筒都是115mm的高度，護筒都是50mm的高度，大約是擊實筒的1/2.如果進行3層擊實的劃分，在進行土樣增加的過程中，第1層土樣的高度要位于靠近筒中部的10mm處，土樣的第2層要和擊實筒口高度相平，土樣的第3層要和護筒頂部相平。這種土樣加層方法能夠保證公路土工擊實試驗的準確性。

（四）土的級配與類型

在擊實功相同的前提下，土的級配和土樣黏粒含量也在一定程度上影響著擊實成果。在比較具有不同土質的土工擊實試驗之后發現，具有相似的黏性土擊實曲線形態，都會產生試樣土干密度峰值點。擊實功相同的情況下，塑性指數越高，土顆粒就會越細，土黏粒含量就會越大，最優含水率就會越高、最大干密度就會越低、就越不容易擊實。原因就是隨著不斷增加的土中黏粒，土中的水屬于結合水，特別是在動荷載影響下，很難排水與擊實土體，而且隨著不斷加大的顆粒，試樣土塑性就會不斷的下降，水膜間分子聯結的程度比較小，極易擊實。此外，土顆粒級配在很大程度上影響著土擊實性，粗粒含量越大、級配良好的土擊實性就會越好，而且土的最大干密度就會越高。如果試樣土的級配不合格，那么擊實試驗通常就會達不到理想的效果。

土中的有機質對土的擊實結果有不好的影響，因為有機質親水性強，不易將土擊實到理想的干密度，而且有機質還可能進一步分解使土性質惡化，因此填料對有機質含量有一定的限制。

（五）涂潤滑油

按規范操作，在擊實筒內壁均勻涂一薄層潤滑油，可以保證土樣側壁光滑。但當土樣含水率稍大時，擊實完成后，擊實筒連土樣緊緊粘在底座上，不易取下。當含水率較小時，由于土樣粘結性差，擊實完成取筒時，會有部分土樣粘在底座上，造成擊實土樣不完整，濕密度不準確，且很難彌補。而在底座面也涂一層潤滑油，上述問題迎刃而解。

結束語

通過試驗求得最優含水率和最大干密度，可以了解土的壓實特性，為工程設計提供數據，作為選擇填土密度、施工方法、機械碾壓或夯實次數以及壓實工具等的主要依據，擊實試驗數據要真實、可靠。因此，要了解影響土的擊實試驗的影響因素，并加以控制，從而確保數據的真實可靠。

參考文獻

[1]賈琳.土的擊實試驗影響因素的研究[J].城市建設理論研究（電子版），2012年19期.

[2]陳霞.淺談土工擊實試驗中的影響因素[J].技術與市場，2012年11期.