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准确预估室内土工击实试验中最佳含水率的方法

发表时间：2020/12/18 来源：《基层建设》2020年第24期作者：何钰

[导读] 摘要：在本篇文章当中，主要分析了土工击实试验数据。

        云南地质工程勘察设计研究院云南昆明 650000
        摘要：在本篇文章当中，主要分析了土工击实试验数据。对公路土工击实试验当中的最佳含水率进行相应的分析，并且列出了不同的土样跟不同的试验条件下的预估办法，希望能够为以后的工作，做出相应的指导。
        关键词：最佳含水率；土工击实试验
        在整个公路的建设过程当中，土是最为基础的一个主要的材料。土的夯实跟压密性对于整个路基的安全性有着非常重要的影响，有时甚至影响到了整个公路建设工程的安全性跟稳定性。所以我们需要在室内对土进行工击实试验，这样能够有效的得出土壤当中的含水率跟密度的关系，可以确定最大的干密度和相应的含水率，作为工程施工现场来说，有效的控制含水率能够更好的完成施工，所以土工击实试验可以提供更可靠的参数数据。然而，在具体的实验过程当中，如何更好地确定土壤当中的最佳含水率，一次就能够完成合理的土样含水率跟干密度的关系曲线是整个实验过程当中最难把控的一个部分，也是提高整个实验效率的关键的环节。
        1、研究现状
        依据目前的实验研究经验可以发现，依据土的塑限来预估最佳的含水率往往跟实际测出来的含水率是有着非常大的差距的。之所以会出现这样大的差距，究其原因，主要包括下面三点。
        第一点。在击实试验当中，重型法与轻型法的击实功是不一样的，并且他们的仪器的制作尺寸与规格以及击数都有着不同的地方，也就是说，这些不同点会导致所测出来的最大干密度以及含水量出现一定的偏差，这也就导致了整个实验数据的离散性，因此没有办法通过这样的实验来明确最佳的含水率跟土壤之间的物理性关系。
        第二点。在整个实验的过程当中，塑限的测定大多都是取的0.5毫米的颗粒来进行实验的。但是在实际的公路建设的过程当中，所使用的塑限颗粒物大多是比零点五毫米大的。因此使用0.5毫米的颗粒所测出来的塑限来预估最佳的含水率，其预估出来的含水率必然是和土样当中的真实的最佳含水率有着一定差距的。
        第三点。对于细粒土来说，即便是塑限一样，但是由于土的粘粒含量不一样，所以整个土壤对雨水的渗透性也有着非常明显的差距，这样的差距也会直接影响到土的最佳含水率的测定。
        通过上述分析不难看出，仅仅是通过塑限来预估土壤当中的最佳含水率并不是一个非常可行的操作。所以对于土壤的含水率的预估以及评定有着进一步研究的现实意义。
        2、最佳含水率的预估方法
        在本篇文章当中所论述的内容都是基于《公路土工试验规程》当中的干土法以及标准重型击实试验来进行探究的。
        （1）细粒土最佳含水率的预估方法。在细粒土的性质测定当中，即便是塑限相同，但是液限不同，也会导致整个细粒土的性质出现非常明显的差别。所以在本篇文章当中论述细粒土的最佳含水率的时候，我们除了保留塑限这个指标以外，还保留了液限这个指标。首先通过土样筛分析及塑限指标把土样进行分类，然后再根据分类的情况对土样的数据进行分别统计以及分析。
        第一点，黏质土的最佳含水率的预估办法，黏质土指的是小于0.075毫米的颗粒。在总土质量当中，黏质土能够占到50%级以上。通过研究可以发现在确定黏质土的含水率的时候。依据计算可以看出，黏质土的最佳含水率跟实验当中所测得的真实最佳含水率之间的偏差还是比较小的。
        第二点，粉质土的最佳含水率的预估方法。粉质土指的是小于0.075毫米的颗粒，细颗粒量达到了总土样质量的50%级以上。粉质土的最佳含水率的预估公式如下所示。

        以二十六组粉质土的密度来进行数据计算通过公式的计算可以发现，粉质土的最佳含水率跟实验室当中所测出来的实际最佳含水率之间的偏差也是比较小的。
        （2）粗粒土的最佳含水量的预估办法。粗粒土指的是小于0.075毫米的颗粒。总体的颗粒含量占总土质量的50%及以下。由于在液塑限试验过程当中，大多都是使用0.5毫米的颗粒来进行实验的，而粗粒土是小于0.075毫米的，其颗粒含量占总土质量的50%及以下。粗粒土的塑限会伴随着砂粒的含量的不断增加而减小。因此对粗粒土进行含水量预估的时候不能够仅仅的依靠塑限来进行判定。通过对粗粒土的回归方程的研究，可以发现在整个回归方程当中其常数是比较小的，因此对于土样当中的最佳含水率的估计是不会产生特别大的影响的，因此可以忽略不计。通过研究可以发现，最佳含水率跟液限的关系为0.3倍。
        3、预估最佳含水率的影响因素
        在公路土工击试验过程当中，其标准以及试验条件都是各不相同的。这些不相同的因素都会影响到最终的含水率预估的准确性，所以在实际的测试当中。需要伴随着重型或者是轻型实验办法，干土法或者是湿土法来制备试样。而且在实验的过程当中，还需要根据与土的高度来对实验的节奏进行适当的调整。
        （1）重型或轻型击实验室
        即使实验主要分为两种试验方法，分别为重型实验以及轻型击实试验。透过标准的击实试验我们也可以发现获得的最大密度跟某一个标准下的最大击实功是一样的，这也就是说，我们在实验的过程当中，如果采取不同的击实功，则会得到不同的最佳含水率。在一定的实验条件下，伴随着击实功的不断的增加，其最大密度也会不断的增加，而最佳含水率则会慢慢减小。也就是说，相较于重型击实来说，轻型击实所得到的最佳含水率要更大一些。所以说我们在实验的时候如果使用的是轻型法击实的话，可以适当的去提高预估的最佳含水率。
        （2）干土法或湿土法制备试样
        在实验的过程当中，我们需要制备土样，而土样的制备方法主要包括两种，这两种方法分别为干土法以及湿土法。如果详细划分干土法，也能够分成风干法以及烘干法。在样品制备的过程当中，其制备方法的不同也会导致土样当中的最佳含水率出现一定的差距。一般来说通过干土法制备出来的土样的最佳含水率要比湿土法制备出来的土样的最佳含水率更小一些。而在干土法的分类当中，烘干法比风干法所得到的最佳含水率也要小一些。
        （3）重复或者是不重复使用土样
        如果重复击实土样的话，会导致土壤当中的颗粒被破坏，改变土壤的级配。而被击实过后的土样也很难回复到原来的状态，尤其是塑性土。再次加水搅拌之后很难真正的去完成浸透，也会对实验的结果造成非常大的影响，所以不建议重复的使用土样，然后进行计时试验。重复使用土样击实试验是不利于最后的实验结果的准确性的。
        （4）击实过程中的余土高度
        在整个实验的过程当中，余土的高度对于击实实验的结果是有着一定的影响的。其本质其实是击实功的影响。余土的高度过大，则会导致实际的击实功减小，从而使得获取的最佳含水量的数值变大。因此在实验的过程当中必须要控制好余土的高度，尽量不要让余土的高度超过试筒6毫米。
        4、结语
        通过对目前的预估最佳含水率的现状进行研究以及分析，我们可以发现大量的实验数据都表明了在公路土击实验当中预估最佳含水率的方法是比较稳定的，但是由于目前土样的结构比较复杂，而且出现了多变性，我们在统计的时候可以发现实验数据并不能够真正地反映出来土样的性能。因此，在本篇文章当中所提出来的预估实验，仍然需要在今后的实践当中进行不断的改正。
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