對(duì)土的擊實(shí)試驗(yàn)細(xì)節(jié)的探討

【摘要】擊實(shí)試驗(yàn)是土木工程中不可缺少的試驗(yàn)項(xiàng)目，在工程建設(shè)中，常常會(huì)遇到一些松散、壓縮性高、透水性強(qiáng)等工程地質(zhì)性質(zhì)不良的土質(zhì)。為了改變其上述性質(zhì)，常常采用夯實(shí)的方法，以便提高填土的強(qiáng)度，增加土的密實(shí)度，降低其透水性和壓縮性，工程上都是利用干密度作為夯實(shí)質(zhì)量檢測(cè)指標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】擊實(shí)試驗(yàn)；細(xì)節(jié)；影響因素

前言：土的擊實(shí)試驗(yàn)是測(cè)定土的密度和含水量的關(guān)系，從而確定土的最大干密度與相應(yīng)的最優(yōu)含水量的試驗(yàn)。按國(guó)內(nèi)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范求得的擊實(shí)試驗(yàn)的最大干密度和最優(yōu)含水量，是目前作為壓實(shí)填土施工及驗(yàn)收的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，所以準(zhǔn)確的求出擊實(shí)試驗(yàn)成果，對(duì)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工、有針對(duì)性地控制施工質(zhì)量具有實(shí)際意義。而土的擊實(shí)試驗(yàn)成果受諸多因素影響，下面就擊實(shí)試驗(yàn)的綜合因素和其它因素這兩個(gè)方面的影響進(jìn)行分析討論。

1.綜合因素對(duì)土的擊實(shí)試驗(yàn)的影響

1.1土的類型和不同擊實(shí)功對(duì)成果的影響

在不同擊實(shí)功下，土的擊實(shí)效果受顆粒成份的影響。由干密度的極限值可以看出，粉土最易擊實(shí)，粘性大的土則相對(duì)較差。另外對(duì)于同一種土，隨著擊實(shí)功的增加，最佳含水量會(huì)隨之減少，而最大干密度增加，但其具有局限性。而且土的擊實(shí)曲線只能趨于理論飽和曲線的左下方，而不可能與它相交，土的最大干密度存在有絕對(duì)值。

土的最大干密度和最佳含水率是隨擊實(shí)功和擊實(shí)條件而變化的。隨著擊實(shí)功的增加，最大干密度增大，而最佳含水率則減小。因此，各國(guó)都規(guī)定某一擊實(shí)功作為擊實(shí)試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。同一種土由于擊實(shí)功及壓實(shí)條件不同，其試驗(yàn)結(jié)果是不一樣的。并且同一種土隨著擊實(shí)功的增加，最大干密度增大，最佳含水率減小。

1.2制備土樣的方法對(duì)成果的影響

制備土樣的方法有兩種，一種是干法：即采用制備土（風(fēng)干土加水）進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)；一種是濕法：即采用天然土（天然土晾干或加水）進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)。對(duì)于同一種土，由于采用的制備方法不同，擊實(shí)成果會(huì)產(chǎn)生差異，干法制備土樣，最大干密度一般偏高，最優(yōu)含水量一般偏低，對(duì)于性質(zhì)不同的土來(lái)說(shuō)，這種差異會(huì)因土的不同而不同。就粉質(zhì)粘土而言，最大干密度相差0.05 g/cm3，最優(yōu)含水量相差1.7%，而粉土最大干密度相差0.02 g/cm3，最優(yōu)含水量相差0.8%，所以土的性質(zhì)不同，即顆粒成份不同，產(chǎn)生的差異也不同。通常采用風(fēng)干土制備擊實(shí)試樣，它與濕法制備試樣是有差異的，在成果取用時(shí)應(yīng)予以考慮。如可能的話，應(yīng)采用天然土用濕法制備，以使擊實(shí)結(jié)果更接近于實(shí)際。

1.3現(xiàn)場(chǎng)的影響

由于大部分土的擊實(shí)試驗(yàn)是在室內(nèi)進(jìn)行，所以試驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)與真正施工時(shí)的數(shù)據(jù)是不同的，需要指出的是，室內(nèi)獲得的擊實(shí)曲線在工程上應(yīng)用時(shí)須經(jīng)過(guò)合理的修正。因?yàn)楣さ噩F(xiàn)場(chǎng)條件、壓實(shí)的機(jī)械、土體邊界條件等都與室內(nèi)試驗(yàn)條件不一樣，所以應(yīng)予以考慮。因此，若要獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，就應(yīng)該在充分了解工地現(xiàn)場(chǎng)條件、壓實(shí)的機(jī)械、土體邊界條件等情況后，修正擊實(shí)曲線，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)人為地抬高曲線峰值。

2.其它因素對(duì)土的擊實(shí)試驗(yàn)的影響

2.1擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的影響

標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)求得的土的最大干密度，是相應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)功下的最大干密度，是一個(gè)相對(duì)的最大干密度。根據(jù)擊實(shí)試驗(yàn)的原理，土的最大干密度是隨著擊實(shí)功的增加而增加的，但其增長(zhǎng)率是逐漸減少的，且隨著擊實(shí)功的增加干密度趨于一個(gè)極限值與之相反，最優(yōu)含水量會(huì)隨擊實(shí)功的增加而減少。對(duì)于同一種土，隨著擊實(shí)能的增加，最佳含水量會(huì)隨之減少，而最大干密度增加，但其具有局限性。當(dāng)土處在飽和狀態(tài)下的干密度與含水量的關(guān)系。土的擊實(shí)曲線只能趨于理論飽和曲線的左下方，而不可能與它相交，土的最大干密度是有絕對(duì)值的。

2.2試樣制備的影響

擊實(shí)試驗(yàn)所用的土樣，其含水量必須分布均勻，以免影響試驗(yàn)結(jié)果。因此加水制備土樣時(shí)，要求用密封裝置存放。土樣存放的過(guò)程就是土粒間水分轉(zhuǎn)移的過(guò)程，因此需要有一定的存放時(shí)間，一般土樣所需含水量配好后，放置24h即可做擊實(shí)試驗(yàn)。土樣的制備方法不同，所得的擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果也不同。對(duì)粉土、粉質(zhì)粘土、粘土分別用天然土樣、風(fēng)干土樣、烘干土樣加水擊實(shí)，最大干密度以烘干土最大，風(fēng)干土次之，天然土最小；最優(yōu)含水量以天然土最大，風(fēng)干土次之，烘干土最小。這種現(xiàn)象以粘土最明顯，粉質(zhì)土類不明顯，粘粒含量越大，烘干對(duì)最大干密度的影響也越大，顯然是烘干影響了粘土的膠結(jié)性質(zhì)，所以粘土一般用天然土或風(fēng)干土制樣，不宜用烘干法制樣。

不同土按同一土樣狀態(tài)制樣，最大干密度以粉土最大，粉制粘土次之，粘土最小；最優(yōu)含水量以粘土最大，粉質(zhì)粘土次之，粉土最小。這是因?yàn)轭w粒直徑越小，比表面積就越大，所獲得的結(jié)合水膜就越厚，含水量就越大。在擊實(shí)過(guò)程中，顆粒間的結(jié)合水膜承擔(dān)的擊實(shí)功就越多，土粒間的有效應(yīng)力就越小，土越不易壓實(shí)，干密度就減小。

2.3潤(rùn)滑劑的影響

擊實(shí)試驗(yàn)中，在擊實(shí)筒及護(hù)筒內(nèi)壁均勻地抹上一薄層凡士林，從而減少土體與筒壁的摩擦力，即減少克服摩擦力所做的功。當(dāng)擊實(shí)功及擊實(shí)方法不變，即擊實(shí)試驗(yàn)的擊實(shí)功總保持不變時(shí)，認(rèn)為抹有凡士林與未抹凡士林兩種情況下，土體間的摩阻力相同，克服土體間的摩阻力所做的功相等，因此，土體所獲的實(shí)際擊實(shí)功增大，使得土體內(nèi)的干密度增大。當(dāng)土處于偏溫狀態(tài)時(shí)，此時(shí)土體中有大量的自由水存在，起到一定的潤(rùn)滑作用，減少了凡士林對(duì)擊實(shí)效果的影響。因此，抹有凡士林與未抹凡士林情況下的干密度相差不大。

2.4余土高度的影響

試樣擊實(shí)后超過(guò)筒頂?shù)哪遣糠滞恋母叨确Q為余土高度。標(biāo)準(zhǔn)的擊實(shí)曲線指的是余土高度為零時(shí)的干密度與含水量的關(guān)系曲線。如果擊實(shí)后余土高度不相等，關(guān)系曲線上的各點(diǎn)就不是在相同擊實(shí)功作用下得出的干密度，試驗(yàn)結(jié)果離散性較大。而且，隨著余土高度的增大，超出筒頂?shù)哪遣糠滞了@得的擊實(shí)功增大。然而，在擊實(shí)試驗(yàn)中，無(wú)論采用何種試驗(yàn)方法，該試驗(yàn)方法的擊實(shí)總功是不變的，從而使得筒內(nèi)土體所獲得的實(shí)際擊實(shí)功減少，干密度減小。因此，余土高度應(yīng)該嚴(yán)格控制。

2.5土樣重復(fù)使用的影響

在試驗(yàn)過(guò)程中，由于土樣不夠，能否使用擊實(shí)過(guò)的土樣重復(fù)做擊實(shí)試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)可知，對(duì)于同一粒徑而言，小于某一粒徑土重所占百分?jǐn)?shù)重復(fù)用土比不重復(fù)用土的要大，也即重復(fù)用土顆粒直徑總體上比不重復(fù)用土土顆粒的直徑大。相對(duì)不重復(fù)用土而言，重復(fù)用土的比表面積小，所能吸收的結(jié)合水膜薄含水量就小。在擊實(shí)過(guò)程中，顆粒間的結(jié)合水膜承擔(dān)的擊實(shí)功少，粒間所受的有效應(yīng)力增大。土體易于壓實(shí)，干密度就大。因此，重復(fù)用土最優(yōu)含水量較不重復(fù)用土小，而最大干密度較不重復(fù)用土大。

3.結(jié)語(yǔ)：

擊實(shí)試驗(yàn)的成果受諸多因素影響，因此取值時(shí)應(yīng)進(jìn)行綜合分析。為設(shè)計(jì)提供更準(zhǔn)確的依據(jù)。同時(shí)，因?yàn)榧?xì)節(jié)決定成敗。所以，在進(jìn)行土的擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)，更應(yīng)該注意的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，在實(shí)驗(yàn)中哪怕一點(diǎn)點(diǎn)的因素的不同，都會(huì)使實(shí)驗(yàn)的結(jié)果大相徑庭，因此，在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，一定要嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)進(jìn)行試驗(yàn)，才能得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

[1]廖瓊江，蔡玉貞，潘琨，等.擊實(shí)試驗(yàn)過(guò)程中最大干密度和最優(yōu)含水率影響因素分析[J].廣東地質(zhì)，2005（3）.

[2]屈志炯，何昌榮，劉雙光等.新型石渣壩—粗粒土筑壩的理論與實(shí)踐[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2002.

[3]王永和，胡萍，卿啟湘.影響土樣擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果的試驗(yàn)分析[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2006（6）.