基于預測公式的簡化“三點”擊實試驗方法★

藺 彥 玲

(江蘇城市職業學院建筑工程學院，江蘇 南京 210036)

1 概述

在實際工程中，為了確定最優含水率一般進行室內擊實試驗。擊實試驗一般需配制5個不同含水量的試樣，有時還需補點，試驗工作量大，試驗周期長，從取樣到獲得結果一般需要2 d～3 d時間，尤其在機械化程度高、工期緊的工程施工中，需要很長的時間。為了解決以上問題，本文在總結已有的研究的基礎上，提出了簡化“三點”擊實試驗方法。

2 已有方法回顧

分析總結已有的最優含水量預測方法，大致可分為兩種：一種是通過現有試驗數據得出某一含水率下干密度與最大干密度的關系，通過減少擊實試驗點如“一點法”和“三點法”來提高擊實試驗效率；另一種由最優含水率與土的其他參數之間的關系直接計算最優含水率常用方法有各種經驗公式。

2.1 減少擊實試驗點方法探討

最先提出最優含水率預測公式的是I.H.Handani[1]，他認為不同擊實功下土的最大干容重γmax與γ9存在一定關系，只需要進行含水率為9%的擊實試驗就可得出最大干容重，再通過最大干容重—最優含水率關系可預測最優含水量，此方法以巴基斯坦境內土體推測而來，對我國的境內的土體并不適合。于是與I.H.Handani做法類似，吳國永[2]對輕型和重型擊實試驗分別建立含水量為8.5%和13%時的干密度ρd8.5,ρd13和最大干密度ρdmax的關系，利用最大干密度ρdmax-ωop的關系得出最優含水率，此方法將室內擊實試驗分為輕型和重型來分別考慮，且要將現場土樣的含水率風干或烘干至13%或者8.5%，實際操作比較難以控制，試驗時間可能超過標準擊實試驗時間，實際意義并不大。

2.2 基于其他參數的最優含水量預測

為了解決試驗工作量大、時間長的問題，有學者提出了一系列的經驗公式，如土工試驗方法標準規定，土的最優含水率在塑限附近；吳中偉[3]提出土的最優含水量為0.55～0.65液限；黃雄[4]利用matlab軟件對已有文獻中的土的相關參數進行擬合，得出最優含水率擬合公式。經驗公式需測定土的一些基本指標，工作量本身就很大，其次它們往往針對某一特定類型的土精確性高，效果好，不具有普遍的意義。

基于對已有數據的統計研究，李君純[5]提出：“最大干密度和最優含水量關系在一狹窄的帶狀范圍內變化，且這一帶狀關系和飽和曲線接近平行”(見式(1))通過分析認為該預測公式的結果具有一定的代表意義，首先它集合了較多的樣本數量，樣本涉及土類、試驗方法等比較全面，此外ρdmax-ωop與飽和曲線近似平行,與已有文獻結果一致，其結果具有普適性。

(1)

3 基于預測公式的“三點”擊實試驗方法提出

(2)

其中，ρde為土的天然干密度。

該方法適用于有天然干密度與最大干密度經驗公式或已確定所需的最大干密度，優點是不需要進行土的液塑限試驗測定，擊實試驗的試驗點數由5點減少到3點，大大減少了擊實試驗的工作量，使用方便。

4 方法驗證及結果分析

以10組現場原狀土的干密度和室內擊實試驗得出的最優含水率(如表1所示)為依據，進行該預測方法的精度驗證。

表1 土樣原始數據及預測結果精度分析表

通過用10組現場干密度來預測最大干密度和預測最優含水量，發現實測的最優含水量均位于預測的含水量范圍內，說明基于預測公式的簡化“三點”擊實試驗方法可行，精度滿足要求。

5 結語

本文總結了已有提高擊實試驗效率方法，認為李君純提出的統計法集合了較多的樣本數量，ρdmax-ωop與飽和曲線近似平行與已有文獻結果一致，其結果具有普適性；通過對現場干密度和最大干密度的統計研究，認為在有一定實測數據的基礎上用現場干密度預測最大干密度可行，并提出了經驗公式；基于現場干密度與最大干密度經驗公式和李君純提出的統計法預測最優含水率提出了簡化“三點”擊實方法，該方法縮小了最優含水量的范圍，降低了試驗補點的可能性，減少了試驗工作量，精度較高。