土面区密实度检测规程5
土面区密实度检测规程
目 录
1.0术语 .......................................... 3
2.0土面区平整范围 ................................ 3
3.0土面区平整要求 ................................ 4
4.0土面区平整、碾压及密实度测试频次 .............. 4
5.0土的密度、干密度、含水率概念 .................. 5
6.0土的最大干密度、最佳含水率概念 ................ 6
7.0土的最大干密度确定方法 ........................ 7 8.0土的干密度测量方
法 ........... 错误~未定义书签。
9.0土面区密实度计算方法 .......................... 7
10.0贯入仪检测密实度方法 ......................... 8
11.0土面区密实度技术标准及评定 ................... 8
12.0土面区密实度检测流程 ........................ 10
13.0附录 ........................................ 11
附录1 土的含水率试验(烘干法) .............. 11
附录2 土的密度试验(环刀法) ................ 14
附录3 土的密度试验(灌水法) ................ 17
附录4 土的密度试验(灌砂法) ................ 22
附录5 土的击实试验 .......................... 30
附录6 填土密实度现场检测仪操作规程 .......... 38
附录7 记录表格 .............................. 44
1.0术语
密度:单位体积土的质量。
含水率:土中水的质量与土颗粒质量的比值,以百分率表示。
干密度:单位体积土中土粒的质量。
最佳含水率:土在一定的压实功能下使土最容易压实,并能达到最大密实度时的含水量。
最大干密度:由击实试验所得的击实曲线上,最佳含水率所对应的峰值干密度即为最大干密度。
密实度:碾压实际达到的干密度与室内标准击实实验所得的最大干密度的比值。
2.0土面区平整范围
升降带每侧应予以平整的最小范围应符合表2.1中的
规定
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。
飞行区指标?为3或4的精密进近跑道的升降带宜进行较大范围的平整,建议的平整范围如图2.1所示。
图2.1飞行区指标为3或4的精密进近跑道升降带的平整范围
跑道端安全区应进行平整。
3.0土面区平整要求
与道面边缘相接的土面,不得高于道面边缘,并且不得低于道面边缘3厘米。
在升降带平整区内,用三米直尺测量,高差不得大于5厘米,并不应
有积水和反坡。在升降带平整区和跑道端安全地区内,除航行所需的助航设备或装臵外,不得有突出于土面、对偏出跑道的航空器造成损害的物体和障碍物。
升降带平整区和跑道端安全地区的土质密实度不得低于87%(重型击实法)。
4.0土面区平整、碾压及密实度测试频次
对升降带平整区和跑道端安全地区的碾压和密实度测试,每年不得少于两次。平整、碾压作业宜选择在每年的4
—5月、9—10月进行两次。某一区域碾压工作完成后,宜立即进行密实度测试,以检验碾压质量。
升降带平整区、跑道端安全区密实度检测至少每25000 m取一个测点。
土面区平整度测量每10000 m取一个测点,跑道端安全区每2000m取一个测点。
乌鲁木齐国际机场升降带平整区面积为514500 m,跑道端安全区面积为57600 m。平整度、密实度检测取测点数见表4.1。
22222
5.0土的密度、干密度、含水率概念
土的密度定义为单位体积土的质量。密度(有时也叫天然密度、湿密度)是土的基本物理性指标之一,用它可以换算土的干密度、空隙比、孔隙率、饱和度等指标。无论在室内试验或野外勘察以及施工质量控制中,均需测定密度。密度用ρ表示,以g/cm计:??m。 3
V
干密度定义为单位体积土中土粒的质量。土的干密度测量可采用环刀法、灌砂法和灌水法测定。环刀法适用于细粒
土(见附录2)。灌水法适用于现场测定粗粒土和巨粒土的密度(见附录3)。灌砂法适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土的密度(见附录4)。干密度用ρd表示,以g/cm计:?d3?ms
V。
土的含水率定义为土中水的质量与土粒质量之比。含水率是标志土的湿度的基本物理指标,它反映土的状态,它的变化将使土的一系列力学性质随之而异;它又是计算土的干密度、空隙比、饱和度等项指标的依据,是检测土工构筑物施工质量的重要标准。测定含水率试验可采用烘干法、酒精燃烧法、比重法,其中烘干法精度高,应用广(见附录1)。含水率用ω表示,以百分数计:??mw?100%。 ms
6.0土的最大干密度、最佳含水率概念
试验室通过击实试验(附录5),以干密度为纵坐标,含水率为横坐标,绘制干密度与含水率的关系曲线(如图6.1),曲线上峰值点的纵、横坐标分别为最大干密度ρdm和最佳含水率ω0。当土达到最佳含水率时,在一定的压实功能(在试验室压实功能是用击数表示的)下土最容易压实,并能达到最大密实度。在填土施工碾压时应将土的含水率控制在最佳含水率左右,以期用较小的能量获得最大的密度,以达到最好的压实效果。一般选用的含水率要求在ω?(2,3)%范围内。
干密度ρρ0ω
图6.1击实试验所得的击实曲线
7.0土的最大干密度确定方法
土的最大干密度ρdm采用重型击实法计算。取测量区域土的试样送实验室,使用重型击实仪,对试样做击实试验测定最大干密度ρdm。击实试验方法见附录5。
8.0土面区密实度计算方法
密实度Dc是土面区碾压的质量控制指标。土面区密实度为碾压实际达到的干密度ρd与室内标准击实实验所得的最大干密度ρdm的比值。先取现场的土样送试验室测定其干密度,此为试样干密度,再取由击实试验后所得的试样最大干密度,用实际干密度除以最大干密度即是土的实际密实度。用此数与标准规定的密实度比较,即可知道土的压实程度是否达到了质量标准。
密实度Dc,试样干密度ρd/室内标准功能击实的最大干
密度ρdm×100%
9.0贯入仪检测密实度方法
测试依据是土的贯入度与土的干密度之间的相关关系:通过大量的贯入与环刀法的平行对比建立回归方程,率定出土的贯入阻力与干密度之间相关数据表。通过测量土的贯入阻力根据贯入阻力与干密度之间的关系来确定土面区的密实度。(具体见附录6)
10.0土面区密实度技术标准及评定
升降带平整区和跑道端安全地区的土质密实度不得低于87%。
密实度评定标准:
密实度代表值(平均值的下臵信界限)与规定值按下列公式进行比较:
K?K?taS
n?Kn 式中:K ——压实度的算术平均值;
ta——保证率为a时随测点数变化的t分布系数
(见表11.1),土面区碾压平整采用95%的保证率;
S——压实度检测值的标准差;
n——检测点数;
Kn——密实度规定值。
表11.1 保证率为95%的n与ta/
n
当K,Kn,压实度小于Kn的测点数不超过总测点数的5%,任一测点压实度均不小于Kn-1%时,压实度评定为优良;
当K,Kn,压实度小于Kn的测点数不超过总测点数的10%,任一测点压实度均不小于Kn-3%时,压实度评定为合格;
当K,Kn,或者压实度小于Kn的测点数超过总测点数的10%,或者任一测点压实度均小于Kn-3%时,压实度评定为不合格。
11.0土面区密实度检测流程
12.0附录
附录1 土的含水率试验(烘干法)
1目的和适用范围
本试验方法适用于测定黏质土、粉质土、砂类土、砂粒石、有机质土和冻土土类的含水率。
2仪器设备
2.1烘箱:可采用电热烘箱或温度能保持105,110?的其他能源烘箱。
2.2天平:称量200g,感量0.01g;称量1000g,感量0.1g。
2.3其他:干燥器、称量盒[为简化计算手续,可将盒质量定期(3,6个月)调整为恒质量值]等。
3试验步骤
3.1取具有代表性试样,细粒土15,30g,砂类土、有机质土为50g,砂粒石为1,2kg,放入称量盒内,立即盖好盒盖,称质量。称量时,可在天平一端放上与该称量盒等质量的砝码,移动天平游码,平衡后称量结果减去称量盒质量即为湿土质量。
3.2揭开盒盖,将试样和盒放入烘箱内,在温度105,110?恒温下烘干。烘干时间对细粒土不得少于8h,对砂类土不得少于6h。对含有机质土超过5%的土或含石膏的土,应将?
温度控制在60,70?的恒温下,干燥12,15h为好。
3.3将烘干后的试样和盒取出,放入干燥器内冷却(一般只需0.5,1h即可)。冷却后盖好盒盖,称质量,准确至0.01g。 注?:对于大多数土,通常烘干16,24h就足够。但是,某些土或试样数量过多或试样很潮湿,可能需要烘干更长的时间。烘干的时间也与烘箱内试样的总质量、烘箱的尺寸及其通风系统的效率有关。
注?:如铝盒的盖密闭,而且试样在称量前放臵时间较短,可以不需要放在干燥器中冷却。
4结果整理
4.1按下式计算含水率:
??m?ms?100 ms?
式中:ω——含水率(%),计算至0.1;
m——湿土质量(g);
ms——干土质量(g)。
4.2本试验记录格式如下表:
表T 0103-1 含水率试样记录(烘干法)
工程编号 试验者
土样说明 计算者
4.3精密度和允许差
本试验须进行二次平行测定,取其算术平均值,允许平行差值应符合
表T0103-2规定。
5
报告
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5.1土的鉴别分类和代号
5.2土的含水率ω值。
附录2 土的密度试验(环刀法)
1目的和适用范围
本试验方法适用于细粒土。
2仪器设备
2.1环刀:内径6,8cm,高2,5.4cm,壁厚1.5,2.2mm。
2.2天平:感量0.1g。
2.3其他:修土刀、钢丝锯、凡士林等。
3试验步骤
3.1按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样,整平两端,环刀内壁涂一薄层凡士林,刀口向下放在土样上。
3.2用修土刀或钢丝锯将土样上部削称略大于环刀直径的土柱,然后将环刀垂直下压,边压边削,至土样伸出环刀上部为止。削去两端余土,使土样与环刀口面齐平,并用剩余土样测定含水率。
3.3擦净环刀外壁,称环刀与土合质量m1,准确至0.1g。 4结果整理
4.1按下列公式计算湿密度及干密度:
??m1?m2 V
?d??
1?0.01?
3式中:ρ——湿密度(g/cm),计算至0.01;
m1——环刀与土合质量(g); m2——环刀质量(g); V——环刀体积(cm3);
ρd——干密度(g/cm3),计算至0.01; ω——含水率(%)。
4.2本试验记录格式如表T0107-1。 表T0107-1 密度试验记录(环刀法)
4.3精密度和允许差。
本试验须进行二次平行测定,取其算术平均值,其平行差值不得大于0.03g/cm。 5报告
5.1土的鉴别分类和状态描述。 5.2土的含水率ω(%)。
3
5.3土的湿密度ρ(g/ cm)。
5.4土的干密度ρd(g/cm)。
说明:在室内做密度试验,考虑到与剪切、固结等项试验所用环刀相配合,规定室内环刀容积为60,150cm。施工现场检查填土压实密度时,由于每层土压实度上下不均匀,为提高试验结果的精度,可增大环刀容积,一般采用的环刀容积为200,500cm。环刀高度与直径之比,对试验结果是有影响的。根据钻探机具、取土器的筒高和直径的大小,确定室内试验使用的环刀直径为6,8cm,高2,3cm;野外采用的环刀规格尚不统一,径高比一般以1,1.5为宜。
环刀壁越厚,压入时土样扰动程度也越大,所以环刀壁越薄越好。但环刀压入土中时,须承受相当的压力,壁过薄,环刀容易破损和变形。因此,建议壁厚一般用1.5,2mm。
根据工程实际需要,采取原状土或制备所需状态的扰动土。 3333
附录3 土的密度试验(灌水法)
1目的和适用范围
本试验方法适用于现场测定粗粒土和巨粒土的密度。 2仪器设备
2.1座板:座板为中部开有圆孔,外沿呈方形或圆形的铁板,圆孔处设有环套,套孔的直径为土中所含最大石块粒径的3倍,环套的高度为其粒径的5%。
2.2薄膜:聚乙烯塑料薄膜。
2.3储水筒:直径应均匀,并附有刻度。
2.4台秤:称量50kg,感量5g。
2.5其他:铁镐、铁铲、水准仪等。
3试验步骤哦
3.1根据试样最大粒径宜按表T0110-1确定试坑尺寸。 表T0110-1试坑尺寸
3.2按确定的试坑直径画出坑口轮廓线。将测点处的地表整平,地表的浮土、石块、杂物等应予清除,坑凹不平处用砂铺整。用水准仪检查地表是否水平。
3.3将座板固定于整平后的地表。将聚乙烯塑料膜沿环套内
壁及地表紧贴铺好。记录储水筒初始水位高度,拧开储水筒的注水开关,从环套上方将水缓缓注入,至刚满不外溢为止。记录储水筒水位高度,计算座板部分的体积。在保持座板原固定状态下,将薄膜盛装的水排至对该试验不产生影响的场所,然后将薄膜揭离底板。
3.4在轮廓线内下挖至要求深度,将落于坑内的试样装入盛土容器内,并测定含水率。
3.5用挖掘工具沿座板上的孔挖试坑,为了使坑壁与塑料薄膜易于紧贴,对坑壁需加以整修。
将塑料薄膜沿坑底、坑壁密贴铺好。
在往薄膜形成的袋内注水时,牵住薄膜的某一部位,一边拉松,一边注水,使薄膜与坑壁间的空气得以排出,从而提高薄膜与坑壁的密贴程度。
3.6记录储水筒内初始水位高度,拧开储水筒的注水开关,将水缓缓注入塑料薄膜中。当水面接近环套的上边缘时,将水流调小,直至水面与环套上边缘齐平时关闭注水管,持续3,5min,记录储水筒内水位高度。
4结果整理
4.1细粒与石料应分开测定含水率,按下式求出整体的含水率:
???fpf??c(1?pf)
式中:ω——整体含水率(%),计算至0.01;
ωf——细粒土部分的含水率(%);
ωc——石料部分的含水率(%);
pf——细粒料的干质量与全部材料干质量之比。 细粒料与石块的划分以粒径60mm为界。
4.2按下式计算座板部分的容积:
V1=(h1-h2)Aw
式中:V1——座板部分的容积(cm),计算至0.01;
Aw——储水筒截面积(cm);
h1——储水筒内初始水位高度(cm);
h2——储水筒内注水终了时水位高度(cm)。
4.3按下式计算试坑容积: 23
Vp=(H1-H2)Aw-V1
式中:Vp——试坑容积(cm),计算至0.01; H1——储水筒内初始水位高度(cm); H2——储水筒内注水终了时水位高度(cm);
Aw——储水筒段面积(cm);
V1——座板部分的容积(cm)。
4.4按下式计算试样湿密度:
??mp
Vp
3323式中:ρ——试样湿密度(g/cm),计算至0.01;
mp——取自试坑内的试样质量(g)。
4.5灌水法密度试验记录格式如表T0110-2
表T0110-2 灌水法密度试验记录
工程名称 试验者 土样编号
计算者 试坑深度 m 校核者
4.6精密度和允许差。
灌水法密度试验应进行两次平行测定,两次测定的差值不得大于0.03g/cm,取两次测定的平均值。 5报告
3
5.1试料来源,外观描述。
5.2试样最大粒径(mm)。
5.3试坑尺寸(cm)。
5.4试样干密度ρd(g/cm)。
说明:
1本试验方法适用于现场测定粗粒土和巨粒土特别是后者的密度,从而可为粗粒土和巨粒土最大干密度试验(表面振动压实仪法和振动台法)提供施工现场检验密实度的手段。 2以往规程中使用的象皮囊,尚无定型产品。本试验采用聚氯乙烯塑料薄膜。
3按试样最大粒径确定试坑尺寸,试验规定试样最大粒径为200mm,一般情况下,可以满足现场检验巨粒土密度的要求。 4日本灌水法密度试验分开测定细粒料与石料的含水率,这样更符合实际,故本试验采用了这
种方法。日本对细粒料与石块的划分以75mm为界,本试样将分界粒径改为60mm,因日本以75mm作为砾粒的上限,而我国则以60mm作为粗粒土和巨粒土的分界粒径。
3
附录4 土的密度试验(灌砂法)
1目的和适用范围
本试验法适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土的密度。试样的最大粒径一般不得超过15mm,测定密度层的厚度为150,200mm。
注:?在测定细粒土的密度时,可以采用φ100mm的小型灌砂筒。
?如最大粒径超过15mm,则应相应地增大灌砂筒和标定灌的尺寸,例如,粒径达40,60mm的粗粒土,灌砂筒和现场试洞的直径为150,200mm。
2仪器设备
2.1灌砂筒:金属圆筒(可用白铁皮制作)的内径为100mm,总高360mm。灌砂筒主要分两部分:上部为储砂筒,筒深270mm(容积约2120cm),筒底中心有一个直径10mm的圆孔;下部装一倒臵的圆锥形漏斗,漏斗上端开口直径为10mm,并焊接在一块直径100mm的铁板上,铁板中心有一直径10mm的圆孔与漏斗上开口相接。在储砂筒筒底与漏斗顶端铁板之间设有开关。开关为一薄铁板,一端与筒底及漏斗铁板铰接在一起,另一端伸出筒身外,开关铁板上也有一个直径10mm的圆孔恰好与筒底圆孔及漏斗上开口相对,即三个圆孔在平面上重叠在一起,砂就可通过圆孔自由落下。将开关向右移3
动时,开关将筒底圆孔堵塞,砂机停止下落。
2.2金属标定罐:内径100mm,高150mm和200mm的金属罐各一个,上端周围有一罐缘。
注:如由于某种原因,试坑不是150mm或200mm时,标定罐的深度应该与拟挖试坑深度相同。
2.3基板:一个边长350mm、深40mm的金属方盘,盘中心有一直径100mm的圆孔。
2.4打洞及从洞中取料的合适工具,如凿子、铁锤、长把勺、长把小簸箕、毛刷等。
2.5玻璃板:边长约500mm的方形板。
2.6饭盒(存放挖出的试样)若干。
2.7台秤:称量10,15kg,感量5g。
2.8其他:铝盒、天平、烘箱等。
2.9量砂:粒径0.25,0.5mm、清洁干燥的均匀砂,约20,40kg。应先烘干,并放臵足够时间,使其与空气的湿度达到平衡。
3仪器标定
3.1确定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量
3.1.1在储砂筒内装满砂,筒内砂的高度与筒顶的距离不超过15mm,称筒内砂的质量m1,准确至1g。每次标定及而后的试验都维持该质量不变。
3.1.2将开关打开,让砂流出,并使流出砂的体积与工地所
挖试洞的体积相当(或等于标定罐的容积);然后关上开关,并称量
筒内砂的质量m5,准确至1g。
3.1.3将灌砂筒放在玻璃板上,打开开关,让砂流出,直到筒内砂不再下流时,关上开关,并小心地取走灌砂筒。
3.1.4收集并称量留在玻璃板上的砂或称量筒内的砂,准确至1g。玻璃板上的砂就是填满灌砂筒下部圆锥体的砂。
3.1.5重复上述测量,至少三次;最后取其平均值m2,准确至1g。
3.2确定量砂的密度
3.2.1用水确定标定罐的容积V。
(1)将空罐放在台秤上,使罐的上口处于水平位臵,读记罐质量m7,准确至1g。
(2)向标定罐中灌水,注意不要将水弄到台秤上或罐的外壁;将一直尺放在罐顶,当罐中水面快要接近直尺时,用滴管往罐中加水,直到水面接触直尺;移去直尺,读记罐和水的总质量m8。
(3)重复测量时,仅需用吸管从罐中取出少量水,并用滴管重新将水加满到接触直尺。
(4)标定罐的体积V按下式计算:
V=(m8-m7)/ρw
式中:V——标定罐的容积(cm),计算至0.01; m7——标定罐质量(g); 3
m8——标定罐和水的总质量(g);
ρw——水的密度(g/cm)。
3.2.2在储砂筒中装入质量为m1的砂,并将灌砂筒放在标定罐上,打
开开关,让砂流出,直到储砂筒内的砂不再下流时,关闭开关;取下灌砂筒,称筒内剩余的砂质量,准确至1g。
3.2.3重复上述测量,至少三次,最后取其平均值m3,准确至1g。
3.2.4按下式计算填满标定罐所需砂的质量ma:
ma=m1-m2-m3
式中:ma——砂的质量(g),计算至1;
m1——灌砂入标定罐前,筒内砂的质量(g);
m2——灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量(g);
m3——灌砂入标定罐后,筒内剩余砂的质量(g)。
3.2.4按下式计算量砂的密度
?s?ma V
33式中:ρs——砂的密度(g/cm),计算至0.01;
V——标定罐的体积(cm3);
ma——砂的质量(g)。
4试验步骤
4.1在试验地点,选一块约40cm×40cm的平坦表面,并将其清扫干净;将基板放在此平坦表面上;如此表面的粗糙度较大,则将盛有量砂m5的灌砂筒放在基板中间的圆孔上;打开
灌砂筒开关,让砂流入基板的中孔内,直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关;取下灌砂筒,并称筒内砂的质量m6,准确至1g。
4.2取走基板,将留在试验地点的量砂收回,重新将表面清扫干净;将基板放在清扫干净的表面上,沿基板中孔凿洞,洞的直径100mm。在凿
洞过程中,应注意不使凿出的试样丢失,并随时将凿松的材料取出,放在已知质量的塑料袋内,密封。试洞的深度应与标定罐高度接近或一致。凿洞毕,称此塑料袋中全部试样质量,准确至1g。减去已知塑料袋质量后,即为试样的总质量mt。
4.3从挖出的全部试样中取有代表性的样品,放入铝盒中,测定其含水率ω。样品数量:对于细粒土,不少于100g;对于粗粒土,不少于500g。
4.4将基板安放在试洞上,将灌砂筒安放在基板中间(储砂筒内放满砂至恒量m1),使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞。打开灌砂筒开关,让砂流入试洞内。关闭开关。小心取走灌砂筒,称量筒内剩余砂的质量m4,准确至1g。
4.5如清扫干净的平坦的表面上,粗糙度不大,则不需放基板,将灌砂筒直接放在已挖好的试洞上。打开筒的开关,让砂流入试洞内。在此期间,应注意勿碰动灌砂筒。直到储砂筒内的砂不再下流时,关闭开关。仔细取走灌砂筒,称量筒内剩余砂的质量m4,准确至1g。
4.6取出试洞内的量砂,以备下次试验时再用。若量砂的湿度已发生变化或量砂中混有杂质,则应重新烘干,过筛,并放臵一段时间,使其与空气的湿度达到平衡后再用。
4.7如试洞中有较大孔隙,量砂可能进入孔隙时,则应按试洞外形,松弛地放入一层柔软的纱布。然后再进行灌砂工作。 5结果整理
5.1按下式计算填满试洞所需砂的质量:
灌砂时试洞上方有基板的情况
mb?m1?m4?(m5?m6)
灌砂时试洞上不放基板的情况
??m2 mb?m1?m4
式中:mb——砂的质量(g);
m1——灌砂入试洞前筒内砂的质量(g);
m2——灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量(g);
?——灌砂入试洞后,筒内剩余砂的质量(g)m4、m4;
(m5-m6)——灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙表面间砂的总质量(g)。
5.2按下式计算试验地点土的湿密度:
??mt??s mb
3式中: ρ——土的湿密度(g/cm),计算至0.01;
mt——试洞中取出的全部土样的质量(g);
mb——填满试洞所需砂的质量(g);
ρs——量砂的密度(g/cm3)。
5.3按下式计算土的干密度:
?d??
1?0.01?
3式中:ρd——土的干密度(g/cm),计算至0.01;
ρ——土的湿密度(g/cm3);
ω——土的含水率(%)。
5.4本试验的记录格式如表T0111-1
表T0111-1 密度试验记录(灌砂法)
工程名称 土样说明 试验日期 试验者 计算者 校核者
5.5精密度和允许差。
本试验须进行二次平行测定,取其算术平均值,其平行差值不得大于0.03g/cm。
6报告 3
6.1土的鉴别分类和状态描述。
6.2土的含水率ω(%)。
6.3土的湿密度ρ(g/cm)。
6.4土的干密度ρd(g/cm)。
说明:
1灌砂法一般在野外应用。灌砂法是利用均匀颗粒的砂,由一定高度下落到一规定容积的筒或洞内,按其单位重不变的原理来测量试洞的容积。该试验使用的主要设备是灌砂法密度试验仪,包括漏斗、漏斗架、防风筒和套环。鉴于不常使用这种仪器,而使用最多的是灌砂筒和标定罐,因此,用灌砂筒来测定土的密度。 33
附录5 土的击实试验
1目的和适用范围
本试验方法适用于细粒土。
本试验分轻型击实和重型击实。内径100mm试筒适用于粒径不大于20mm的土。内径152mm试筒适用于粒径不大于40mm的土。
当土中最大颗粒粒径大于或等于40mm,并且大于或等于40mm颗粒
粒径的质量含量大于5%时,则应使用大尺寸试筒进行击实试验,或按5.4条进行最大干密度校正。大尺寸试筒要求其最小尺寸大于土样中最大颗粒粒径的5倍以上,并且击实试验的分层厚度应大于土样中最大颗粒粒径的3倍以上。单位体积击实功能控制在2677.2,2687.0kJ/m范围内。
当细粒土中的粗粒土总含量大于40%或粒径大于0.005mm颗粒的含量大于土总质量的70%(即d30?0.005mm)时,还应做粗粒土最大干密度试验,其结果与重型击实试验结果比较,最大干密度取两种试验结果的最大值。 2仪器设备
2.1标准击实仪。击实试验方法和相应设备的主要参数应符合表T0131-1的规定。
表T0131-1 击实试验方法种类 3
2.2烘箱及干燥器。 2.3天平:感量0.01g。 2.4台秤:称量10kg,感量5g。
2.5圆孔筛:孔径40mm、20mm和5mm各1个。
2.6拌合工具:400mm×600mm、深70mm的金属盘,土铲。 2.7其他:喷水设备、碾土器、盛土盘、量筒、推土器、铝盒、修土刀、平直尺等。 3试样
3.1本试验可分别采用不同的方法准备试样。各方法可按表T0131-2准备试料。 T0131-2 试料用量
3.2干土法(土不重复使用)。按四分法至少准备5个试样,分别加入不同水分(按2%,3%含水率递增),拌匀后闷料一夜备用。
3.3湿土法(土不重复使用)。对高含水率土,可省略过筛步
骤,用手拣除大于40mm的粗石子即可。保持天然含水率的第一个土样,可立即用于击实试验。其余几个试样,将土分成小土块,分别风干,使含水率按2%,3%递减。 4实验步骤
4.1根据工程要求,按表T0131-1规定选择轻型或重型试验方法。根据土的性质(含易击碎风化石数量多少、含水率高低),按表T0131-2规定选用干土法(土不重复使用)或湿土法。
4.2将击实筒放在坚硬的地面上,在筒壁上抹一薄层凡士林,并在筒底(小试筒)或垫块(大试筒)上放臵蜡质或塑料薄膜。取制备好的土样分3,5次倒入筒内。小筒按三层法时,每次约800,900g(其量应使击实后的试样等于或略高于筒高的1/3);按五层法时,每次约400,500g(其量应使击实后的土样等于或略高于筒高的1/5).对于大试筒,先将垫块放入筒内底板上,按三层法,每层需试样1700g左右。整平表面,并稍加压紧,然后按规定的击数进行第一层土的击实,击实时击锤应自由垂直落下,锤迹必须均匀分布于土样面,第一层击实完后,将试样层面“拉毛”然后再装入套筒,重复上述方法进行其余各层土的击实。小试筒击实后,试样不应高出筒顶面5mm;大试筒击实后,试样不应高出筒顶面6mm。
4.3用修土刀沿套筒内壁削刮,使试样与套筒脱离后,扭动并取下套筒,齐筒顶细心削平试样,拆除底板,擦净筒外壁,
称量,准确至1g。
4.4用推土器推出筒内试样,从试样中心处取样测其含水率,计算至0.1%。测定含水率用试样的数量按表T0131-3规定取样(取出有代表性的土样)。两个试样含水率的精度应符合本试验第5.6条的规定。
表T0131-3 测定含水率用试样的数量
4.5对于干土法(土不重复使用)和湿土法(土不重复使用),将试样搓散,然后按本试验第3条方法进行洒水、拌和,每次约增加2%,3%的含水率,其中有两个大于和两个小于最佳含水率,所需加水量按下式计算:
mw?mi?0.01(???i) 1?0.01?i
式中:mw——所需的加水量(g);
mi——含水率ωi时土样的质量(g);
ωi——土样原有含水率(%);
ω——要求达到的含水率(%)。
按上述步骤进行其他含水率试样的击实试样。
5结果整理
5.1按下式计算击实后各点的干密度:
?d??
1?0.01?
式中:ρd——干密度(g/cm),计算至0.01; 3
ρ——湿密度(g/cm3);
ω——含水率(%)。
5.2以干密度为纵坐标,含水率为横坐标,绘制干密度与含水率的关系曲线(如图)曲线上峰值点的纵、横坐标分别为最大干密度和最佳含水率。如曲线不能绘出明显的峰值点,应进行补点或重做。
干密度ρρ0
击实曲线 ω
5.3按下式计算饱和曲线的饱和含水率ωmax,并绘制饱和含水率与干密度的关系曲线图。
?max???Gs?w(1??)?????100 G?s??
??w1????????100 ?Gs??d或?max
式中:ωmax——饱和含水率(%),计算至0.01; ρ——试样的湿密度(g/cm3);
ρw——水在4?时的密度(g/cm3);
ρd——试样的干密度(g/cm3);
Gs——试样土粒比重,对于粗粒土,则为土中粗细颗粒的混
合比例;
ω——试样的含水率(%)。
5.4当试样中有大于40mm的颗粒时,应先取出大于40mm的颗粒,并求得其百分率p,把小于40mm部分做击实试验,按下面公式分别对试验所得的最大干密度和最佳含水率进行校正(适用于大于40mm颗粒的含量小于30%时)。
最大干密度按下式校正:
???dm11?0.01p0.01p??dm?wGs?
?——校正后的最大干密度(g/cm)式中:?dm,计算至0.01; 3
?dm——用粒径小于40mm的土样试验所得的最大干密
度(g/cm); 3
p——试料中粒径大于40mm颗粒的百分率(%); ?——粒径大于Gs40mm颗粒的毛体积比重,计算至
0.01。
最佳含水率按下式校正:
???0(1?0.01p)?0.01p?2 ?0
式中:?0?——校正后的最佳含水率(%),计算至0.01;
?0——用粒径小于40mm的土样试验所得的最佳含水
率(%);
p——同前;
?2——粒径大于40mm颗粒的吸水量(%)。
5.5本试验记录格式如表T0131-4
表T0131-4 击实试验记录
5.6精密度和允许差。
本试验含水率须进行两次平行测定,取其算术平均值,允许平行差值应符合表T0131-5规定
表T0131-5 含水率测定的允许平行差值
6报告
6.1土的鉴别分类和代号
6.2土的最佳含水率ω0(%)。
6.3土的最大干密度ρdm(g/cm)。 3
附录6 填土密实度现场检测仪操作规程
1目的及适用范围
填土密实度检测仪用于检测回填土的干密度和均匀性。可节省取代环刀法、灌沙、灌水法在施工现场大面、全方位的检查填土质量,减少土工
化验工作量,缩短工期。它适合于单位分层碾压分层检验,也适用于质检和监理公司抽检。
2、仪器的装配
2.1组装手柄:仪器的机芯与传动轴是连接一体的,手柄与机壳轴杆形成T字形垂直状态。平时不要旋转手柄,更不得用旋转手柄的方法用于拆卸传动轴,摇晃,扭动以免损坏机芯,影响仪器精密。
2.2装电池:仪器的后端盖里装有电池,将后盖逆时针拧开,盒内标有“+、-”极,按标记极性装配电池。
2.3探杆、探头:仪器箱中有两种探杆两种探头,测试前先将探杆探头连接起来,再与主机连接。
3、功能健:
3.1开关键:具有开关电源、延进自动关机的功能(注:关机后在启动要重新调零)。
3.2“?”健和“?”健是调零轻触健,内有32个轻触摸点,当开机出现正数或负数时,可请按动此键调整零点。
3.3读数健:按下此键可瞬间保留测试结果,记录完毕应及时松开此键取消保留。
4、 操作方法:
4.1在检测层2/3深处的位臵取3至5个环刀,当化验其干密度达到合格要求时,将干密度和含水量记下,作为环刀标准。
4.2同时在环刀取土点为圆心,约30厘米为半径画圆,在圆周上取7到8个点做贯入试验,贯入深度要与取环刀的深度一致,剔除偏差较大的
点,其他点取平均值,该值作为与环刀对应的标准贯入值。
4.3当标准贯入阻力确定之后,即可用贯入仪取代环刀法,进入施工现场进行检验。
4.4打开仪器电源开关预热5分钟,按调零键调零,当手柄提起时,或表屏上应显示“000”,然后两手握住手柄,贴近双膝作为依托,将探头对准被测点加压垂直贯入土中,当测试深度达到10厘米或标准深度时,应立即读取瞬间最大峰值,记录下来再进行下一点测试。 (100m2范围内取几点为一组数据取平均值为此范围内的密实度)。
4.5贯入深度为挖去表层1/3深度,再贯入10-30厘米深度,记录下最高阻力的峰值。对比标准是否合格。
4.6贯入速度均匀,向下施力要平稳、连续,一般贯入10厘米,一般需要10-15秒,中途不能松劲,一口气操作完成,操作中随时观察仪表的数据。
5结果整理
5.1干容重的计算方法
已知最大干容重Rd最大(通过环刀法),所要求的Rd设(密实度
87%)通过贯入值P,来与实测Rd之间的关系,算得当Rd=Rd设时p设
的值。
在已知Rd设计和P设计的情况下,只要取现场测出任意点的贯入值P设计,代入上式就可以计算出相应的干容重。
计算方程:
(1) 列方程: P设计Rd设计„„„„„„„..? ?P实测Rd实测
由?式可得: P设计?Rd设计?P实测„„„„„„„„„„.? Rd实测
由?式可以得出P设计,以P设计为基准来确定贯入点是否达到所要求的密实度。若P任意<P设计时,此点的密实度不符合设计要求(此贯入点密实度小于87%),若P任意>P设计时,则此点的密实度符合设计要求(此贯入点密实度大于87%)。
通过贯入值计算出贯入点的干容重。实测点贯入值为P任意时,计算此贯入点的干容重Rd任意
(2) 列方程:
Rd设计P设计?„„„„„„„„„„„ ? Rd实测P实测
由?可得Rd实测 :
Rd实测=P设计?Rd设计 „„„„„„„„„„„„? P实测
结论:只要知道Rd设计就可求出P设计,在已知Rd设计和P设计的情况
下,只要取现场测出任意点的贯入值P任意,代入上式就可以计算出相应的干容重。
5.2 压实系数的计算方法
由升降带平整区和跑道端安全地区的土质密实度不得低于87%。可得密实度?设计=0.87,通过解方程计算出P
贯入值P实测来计算此贯入点的密实度?。
(1) 列方程 P最大?最大„„„„„„„„„„„„..? ?P设计?设计最大,再由实测任意点的
由?式解方程可得P最大 :
P最大=?最大
设计?P设计....................................?
已知P最大,通过测试任意点的贯入值P,可通过计算算出此测试点的密实度?。
?=P×100%.............................? P最大
结论:首先由升降带平整区和跑道端安全区的土质密实度不低于87%得出设计密实度?设计=0.87,通过干容重Rd设计计算出贯入值P设计,再将P设计代入?式可得最大贯入值P最大,测量任意点的贯入值P,将
任意点贯入值P、P最大代入?式即可得出任意点的密实度?。 记录表格
附表:碾压次数: 土质分类: 粘土性 灌入深度:10cm
探头直径:10mm 取环刀数量:
校核者 计算者 试验者
表T0141-1
当已知贯入值设计标准(即密实度为87%时),只用对所测区域进行贯入测量,记录贯入值p值,与贯入值标准进行比较,若p<p设计时则此密实度小于标准要求(即密实度不低于87%)。若P任意>P设计时,则此点的密实度符合设计要求(此贯入点密实度大于87%)。
备注:通过第一次用环刀法测定出最大干密度后,通过计算得出 p设
计后,以后就可以不在使用环刀法,直接用贯入法测试即可。记录
表如下表(不再测试Rd)
表T1041-2
校核者 计算者 试验者
6.报告
6.1土的最大干容重Rd最大((kg/cm3)
6.2土壤密实度为87%时贯入值p(N)
6.3土壤密实度?(%)
附录7 记录表格
土的含水率试验(烘干法)记录表格
1表T 0103-1 含水率试样记录(烘干法)
工程编号 试验者 土样说明
计算者 试验日期 校核者 表T 0103-1
土的密实度试验(环刀法)记录表 1 表T0107-1 密度试验记录(环刀法)
表T0107-1 密度试验记录(灌砂法)
工程名称 土样说明 试验日期 试验者 计算者 校核者
灌水法记录表
1 灌水法密度试验记录格式如表T0110-2
表T0110-2 灌水法密度试验记录
工程名称 试验者 土样编号 计算者 试坑深度 m 校核者
灌沙法记录表
1 本试验的记录格式如表T0111-1
表T0111-1 密度试验记录(灌砂法)
工程名称 土样说明 试验日期 试验者 计算者 校核者
土的击实法试验记录表
1表T0131-4 击实试验记录
填土密实度现场检测记录表 1记录表格
附表:碾压次数: 土质分类: 粘土性 灌入深度:10cm 探头直径:10mm 取环刀数量:
校核者 计算者 试验者 表T0141-1
1.1当最大干密度已知(通过环刀法)的情况下记录表格如表表T1041-2
校核者 计算者 试验者