砂泥岩混合料击实特性研究

摘 要：为了准确的确定地基土的最优含水率，提高地基土的密实度进而使地基的承载能力达到最大，达到增大实际工程安全性的目的。通过对砂岩与泥岩比例为8：2的砂泥岩混合料的含水率的改变进行击实实验探讨其最大干密度，得出一些对实际工程有重要参考价值的结论。

关 键 词：最优含水率；最大干密度；击实。

1 前言

土的人工压实是为了改善土的工程性质，以提高其抗剪强度，降低其压缩性及渗透性，满足实际工程的要求。当压实方法等不变时，土的干密度随着含水率的增加而增加，当干密度达到某一最大值后，含水率的继续增加反而使干密度减小，该最大值则称为最大干密度，其相应的含水率称为最优含水率。当含水率逐渐增大时，颗粒表面水膜逐渐变厚，其水膜的作用也增大，因而颗粒中孔隙内的自由水逐渐增多，击实功能被自由水吸收也越多，同时孔隙体积也变大[1]。土粒相对地减少，故干密度就相应降低。

2 击实实验

2.1 试样制备

试样制备分为干法制备和湿法制备[2]。由于试验中采用的土料比较多，若采用干法制备，风干砂泥岩料需要的时间比较长，所以采用湿法制备试样。试验测得砂岩料的天然含水率1.50%、泥岩料的天然含水率3.46%。

湿法制备试样步骤如下：按照不同混合比例、颗粒级配试样，根据预估的最优含水率，选择至5个含水率的土样料，分别将天然含水率的土样加平铺与搪瓷盘内，将水均匀喷洒于土样上，充分拌匀后装入盛土容器内盖紧，润湿一昼夜。测定润湿土样不同位置处的含水率，不应少于两点，含水率差值不得大于±1%。根据湿法制样法，按照下面公式计算所要加水量。

其中， 0

2.2 试验步骤

步骤1：将击实筒与底盘一起放在击实仪的刚性基础上，套上套环，安装调整好，拧紧全部螺帽，在击实筒内壁及底板涂一薄层油。

步骤2：取制备好的土样，拌合均匀。分5层倒入击实筒内并将土面整平，分层击实，应该保证击实后的每层试样高度大致相等。每层土料的质量约为1000g，按照试验要求设定击实次数。每层击实后，应将其表面刨毛。最后一层土样的顶面不应超过击实筒顶面6mm。

步骤3：击实完成后，取下套环，除去超高部分余土，并将表面填平。然后卸去底盘，将击实筒外壁擦净、称筒与试样总质量。

步骤4：将试样从击实筒内推出，并从试样中心处取2个50～100g混合土样测定其含水率。

步骤5：按照以上步骤进行不同含水率土样的击实试验。

2.3 试验数据处理

按照下式计算击实后各试样的含水率[3]：

式中，ω为含水率，%；m为湿土质量，g；md为干土重量，g。

按照下式计算击实后各试样的干密度：

式中，ρd为干密度，g/cm3；ρ为湿密度，g/cm3；ω为含水

3 最优含水率确定

3.1 各含水率下的干密度

实验所得含水率为6%、8%、10%、12%、14%、16%条件下干密度如下表：

表1 不同含水率条件下的干密度

3.2 绘图确定最优含水率

将每组击实测得的含水率和干密度均值绘成击实曲线，再根据曲线的形式，找出曲线的峰值点，该峰值点即为最大干密度值，相对应的含水率即为最优含水率值。

由图1可知在最大干密度ρd max（g/cm3）为2.15时对应的最优含水率ωop（%）为12.11。

4 结论

本文通过击实试验测得了在砂泥岩混合料比例为8：2条件下的最优含水率为12.11%。详细的研究了最优含水率和最大干密度的关系。即在一定范围内干密度随含水率的增大而增大，达到一个峰值后干密度随含水率的增大而减小。该峰值对应的含水率即最优含水率，在最优含水率下土的击实效果最佳。

参考文献：

[1]张志权，王志勇.最优含水率和最大干密度的准确性探讨[J].长安大学学报，2004.

[2]JTG E4040-2007 公路土工试验规程.

[3]高大钊，袁聚云. 土质学与土力学[M].3版. 北京：人民交通出版社，2001.