土的压实度测试方法

土的压实度测试方法一.挖坑灌砂法测定压实度试验法。1、目的和适用范围1.1本试验法适用于现场测定基层（或底基层）、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度和压实度检测，但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙的材料压实层的压实度检测。1.2用挖坑灌砂法测定密度和压实度时，应符合下列规定：1.2.1最大粒径小于13.2mm，测定层的厚度不超过150mm时，宜采用φ100mm的小型灌砂洞测试。1.2.2的最大粒径大于或等于13.2mm，但不大于31.5mm，测定层的厚度超过200mm时，应用φ150mm的大型灌砂筒测试。2、仪具与材料技术要求本试验需要下列仪器设备：2.1灌砂筒：有大小两种，为一金属圆筒(可用镀锌铁皮制作)，上部为储砂筒（小筒容积为2120cm3，大筒容积为4600cm3），筒底中心有一个圆孔。下部装一倒置的圆锥形漏斗，漏斗上端开口，直径与储砂筒的圆孔相同，漏斗焊接在一块铁板上，铁板中心有一圆孔与漏头上开口相接。自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相同直径的圆孔。2.2金属标准罐：用薄铁板作的金属罐，上端周围均有一罐缘。2.3基板：用薄铁板制作金属方盘，盘的中心有一圆孔。2.4玻璃板：边长约500mm～600mm的方形板。2.5试样盘：小筒挖出的试样可用饭盒存放、大筒挖出的试样可用300mm×500mm×400mm的搪瓷盘存放。2.6天平或台称：称量10-15kg，感量不大于1g，用于含水率测定的天平精度，对细粒土、中粒土、粗粒土宜分别为0.01g、0.1g、1.0g。2.7含水率测定器具：如铝盒、烘箱等。2.8量砂：粒径0.30～0.60mm清洁干燥的砂，约20-40kg，使用前须洗净、烘干，并放置足够的时间，使其与空气的湿度达到平衡。2.9盛砂的容器：塑料桶等。2.10其它：凿子、改锥、铁锤、长把勺、长把小簸箕、毛刷等。3、方法步骤3.1按现行试验方法对检测对象试样用同种材料进行击实试验，得到最大干密度(Pc)及最佳含水率。3.2按1.2的规定选用适宜的灌砂筒。3.3标定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量，步骤如下：3.3.1在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至筒顶的距筒顶的距离15mm左右为止。称取筒内砂的质量m1，准确至1g，以后每次标定及试验都应该维持装砂高度与质量不变。3.3.2将开关打开，使灌砂筒筒底的流砂孔、圆锥形漏斗上端开口圆孔及开关铁板中心的圆孔上下对准重叠在一起，让砂自由流出，并使流出砂的体积与工地所挖试坑内的体积相当(或等于标定罐的容积)，然后关上开关。3.3.3不晃动灌砂筒的砂，轻轻地将灌砂筒移至玻璃板上，将开关打开，让砂流出，直到筒内砂不再下流时，将开关关上，并细心地取走灌砂筒。3.3.4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筒下圆锥体的砂(m2)。3.3.5重复上述测量三次，取其平均值。3.4标定量砂的单位质量rs(g/cm3)其步骤如下：3.4.1用水确定标定罐的容积v，准确至1mL。3.4.2在灌砂筒中装入质量为m1的砂，并将灌砂筒放在标定罐上，将开关打开，让砂流出。在整个流砂过程中，不要碰动灌砂筒，直到灌砂筒内的砂不再下流时，将开关关闭，取下灌砂筒，称取筒内剩余砂的质量(m3)，准确至1g。3.4.3按式5.1.3-1计算填满标定罐所需砂的质量Ma(g)：Ma=M1-M2-M3(5.1.3-1)式中:Ma—标定罐中砂的质量(g)M1—灌砂筒装入标定罐前，筒内砂的质量(g)M2—灌砂筒下部圆锥体内砂的质量(g)M3—灌砂筒装入标定罐后，筒内剩余砂的质量(g)3.4.4重复上述测量三次，取其平均值。3.4.5按式5.1.3-2计算量砂的单位质量r(g/cm3)rs=Ma/V(5.1.3-2)其中：r——量砂的单位质量(g/cm3)V——标定罐的体积（cm3）3.5试验步骤:3.5.1在试验地点,选一块平坦表面,并将其清扫干净,其面积不小于基板面积.3.5.2将基板放在平坦表面上,当表面粗糙度较大时,则将盛有量砂(m5)的灌砂筒放在基板中间的圆孔上。将罐砂筒的开关打开，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，并称量筒内砂的质量(m6),准确至1g。注：当需要检测厚度时，应先测量厚度后再进行这一步骤。3.5.3取走基板，并将留在试验地点的量砂收回，重新将表面清扫干净。3.5.4将基板放回清扫干净的表面上(尽量放在原处)，沿基板中孔凿洞(洞的直径与灌砂筒一致)。在凿洞的过程中，应注意不使凿出的材料丢失，并随时将凿松的材料取出装入塑料袋中，不要使水分蒸发。也可放在大试样盆内。试洞的深度应等于测定层厚度，但不得有下层材料混入，最后将洞内的全部凿松材料取出。对土基或基层，为防止试样盘内材料的水份蒸发，可分几次称取材料的质量，全部取出材料的总质量为MW，准确至1g。注：当需要检测厚度时，应先测量厚度再进行这一步骤。3.5.5从挖出的全部材料中取有代表性的样品，放在铝盒或洁净的搪瓷盒内，测定其含水率(W以%计)。样品的数量如下：用小灌砂筒测定时，对于细粒土，不少于100g，对于各种中粒土，不少于500g。用大灌砂筒测定时，对于细粒土，不少于200g，对于各种中粒土，不少于是1000g，对于粗粒土或水泥、石灰，粉煤灰等无机结合料稳定材料，宜将取出的全部材料烘干，且不少于2000g，称其质量(md)。注：如沥青表面处治或沥青贯入式结构类材料，则省去测定含水量步骤。3.5.6将基板安放在试坑上，将灌砂筒安放在基板中间(储砂筒内放满砂到要求质量m1)，使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞。打开灌砂筒的开关，让砂流入试坑内。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，并称量筒内剩余砂的质量(m4)准确至1g。3.5.7如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大，也可省去(2)和(3)的操作。在试洞挖好后，将灌砂筒的下口直接对准放在试坑上，中间不需要放基板。打开筒的开关，让砂流入试坑内。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，并称量筒内剩余砂的质量(mˊ4)，准确至1g。3.5.8仔细取出试筒内的量砂，以备下次试验时再用。4计算4.1按式5.1.4-1或5.1.4-2计算填满试坑所用的砂质量mb(g):灌砂时，试坑上放基板时:Mb=m1－m4－(m5－m6)(5.1.4-1)灌砂时，试坑上不放基板时，Mb=m1－mˊ4－m2(5.1.4-2)式中：M——填满试坑的砂的质量(g)；M——灌砂前灌砂筒内砂的质量(g)；M2——灌砂筒下部圆锥体内砂的质量(g)；M4、Mˊ4——灌砂后，灌砂筒内余砂的质量(g)；M5——灌砂筒下部圆锥体及基板和粗糙表面间砂的合计质量(g)；4.2按式5.1.4-3计算试坑材料的湿密度(湿容重)ρW。ρW=Mw/Mb×rs(5.1.4-3)式中：MW——试坑中取出的全部材料的质量(g)rs——量砂的单位质量(g/cm3)4.3按式4.2.4—4计算试坑材料的干密度pa(g/cm3)：ρa＝ρW/（1+0.01ω）(5.1.4-4)式中：W——试坑材料的含水率(%)4.4当以水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定土的场合，可按式5.1.4-5计算干密度pd(g/cm3)。ρd=Md/Mb×rs(5.1.4-5)式中：md——试坑中取出的稳定土的烘干质量(g)；4.5按式5.1.4-6计算施工压实度(K)K=ρd/ρc×100(5.1.4-6)式中：K——测试地点的施工压实度（%）；ρd——试样的干密度（g/cm3）pc——由击实试验得到的试样的最大干密度(g/cm3);注：当试坑材料组成与击实试验的材料有较大差异时，可以试坑材料作标准击实，求取实际的最大干密度。5、报告各种材料的干密度均准确至0.01g/cm3。二.环刀法测定压实度试验方法1、目的和适用范围1.1本方法规定在公路工程现场用环刀法测定土基及路面材料的密度及压实度。1.2本方法适用于测定细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度。但对无机结合料稳定细粒土，其龄期不宜超过2天。且用于施工过程中的压实度检验。2、仪具与材料技术要求本试验需要下列仪器设备：2.1取土器：包括环刀、环盖，定向筒和击实锤系统(导杆、落锤、手柄)。环刀内径6-8cm，高2-3cm，壁厚1.5-2mm。2.2天平：感量0.1g(用于取芯头内径小于70mm样品的称量)。2.3其它：镐、小铁锹、修土刀、直尺、木板、毛刷、钢丝锯、凡士林及测定含水率设备等。3、方法与步骤3.1按有关试验方法对检测对象试样用同种材料进行击实试验，得到最大干密度(ρc)及最佳含水率。3.2用人工取土器测定黏性土及无机结合料稳定细粒土密度的步骤：3.2.1擦净环刀，将取环刀质量m2。准确至0.1g。3.2.2在试验地点，将面积约30cm×30cm的地面清扫干净，并将压实层铲去表面浮动及不平整的部分，达一定深度，使环刀打下后，能达到要求的取土深度，但不得将下层扰动。3.2.3将定向筒齿钉固定于铲平的地面上。顺次将环刀、环盖放入定向筒内与地面垂直。3.2.4将导杆保持垂直状态，用取土器落锤将环刀打入压实层中，至环盖顶面与定向筒上口齐平为止。3.2.5去掉击实锤和定向筒，用镐将环刀及试样挖出。3.2.6轻轻取下环盖，用修土刀自边至中削去环刀两端余土，用直尺检测直到修平为止。3.2.7擦净环刀外壁，用天平称取出环刀及试样合计质量m1，准确到0.1g。3.2.8自环刀中取出试样，取具有代表性的试样，测定其含水率(W)。3.3用人工取土器测定砂性土或砂层密度的步骤。3.3.1如为湿润的砂土，试验时不需使用击实锤和定向筒，在铲平的地面上，细心挖出一个直径较环刀外径略大的砂土柱，将环刀刃口向下，平置于砂土柱上，用两手平稳地将环刀垂直压下，直至砂土柱突出环刀上端约2cm时为止。3.3.2削掉环刀口上的多余砂土，并用直尺刮平。3.3.3在环刀上口盖一块平滑的木板，一手按住木板，另一手用小铁锹将试样从环刀底部切断，然后将装满试样的环刀反转过来，削去环刀刃口上部的多余砂土，并用直尺刮平。3.3.4擦净环刀外壁，称环刀与试样合计质量(M1)准确到0.1g。3.3.5自环刀中取具有代表性的试样测定其含水率W。3.3.6干燥的砂土不能挖成砂土柱时，可直接将环刀压入或打入土中。3.4本试验须进行两次平行测定，其平行差值不得大于0.03g/cm3。求其算术平均值。3.4.1按5.1.4-3、5.1.4-4计算试样的湿密度及干密度。ρ＝4×（M1-M2）/π×d2×h（5.1.4-1）ρ=ρd/（1＋0.01ω）(5.1.4-2)式中：ρ——试样的湿密度g/cm3ρd——试样的干密度，g/cm3M1——环刀或取芯套筒与试样合计质量，gM2——环刀或取芯套筒质量，gd——环刀或取芯套筒直径,cmh——环刀或取芯套筒高度，cmW——试样的含水率(%)4.2按式5.1.4-3计算施工压实度K=ρd/ρc×100(5.1.4-3)式中：K——测试地点的施工压实度（%）ρd——试样的干密度，g/cm3ρo——由击试验得到的试样的最大干密度，g/cm3