第十一章：土的动力特性

• 影响土的压实性的因素
• 含水量的影响
• 对同一种土料，分别在不同的 含水率下，用同一击数将他们分 层击实，测定土样的含水率和密 度，然后以含水率为横坐标，干 密度为纵坐标，绘制击实曲线； • 从图中可以看出，当含水率较 小时，土的干密度随着含水率的 增加而增大，而当干密度增加到 某一值后，含水率继续增加反而 使干密度减小。干密度的这一最 大值称为该击数下的最大干密度 最大干密度， 最大干密度 此时对应的含水率称为最优含水 最优含水 率；
ρd λc = ρd max
• 在工程中，填土的质量标准常以压实度来控制。要求压 实度越接近于1，表明对压实质量的要求越高。根据工程 性质及填土的受力状况，所要求的压实度是不一样的； • 在工地上对压实度的检验，一般可用环刀法、灌砂（或 水）法、湿度密度仪法或核子密度仪法等来测定土的干密 度和含水量，具体选用哪种方法，可根据工地的实际情况 决定。
′ wop = wop (1− P ) + wab P 5 5
P5：粒径大于5mm土的质量百分比； GS5：粒径大于5mm土粒的饱和面干 比重； wab：粒径大于5mm土粒的吸着含水量
• 土的压实度
• 土的压实度或压实系数λc ：定义为工地压实时要求达到 的干密度ρd与室内击实试验所得到的最大干密度ρdmax之 比值，可由下式表示：
• 影响土的压实性的因素
• 粗粒含量的影响
由于击实仪尺寸的限制， 实际试验中可能剔除超出 粒径的部分，然后进行试 验。这样测得的最大干密 度和最有含水率与实际土 料在相同击实功能下的最 大干密度和最有含水率不 同。对于轻型击实试验， 可按右式修正。
′ ρd max =
1 1− P 5
ρd max
P − 5 ρwGs5
•
• 影响土的压实性的因素
• 击实功能的影响 讨论： • 土料的最大干密度和最优含水率不是常数。最大干密度 随击数的增加而逐渐增大，最优含水率则逐渐减小。但是 这种增大或减小的速率是递减的，因而光靠增加击实功能 来提高土的干密度是有一定限度的； • 含水率较低时击数的影响显著。当含水率较高时，含水 率与干密度的关系曲线趋近于饱和线，也就是说，这时提 高击实功能是无效的。填料的含水率过高和过低都是不利 的，过高恶化土体的力学性质，过低则填土遇水后容易引 起湿陷。
• 影响土的压实性的因素
• 土类和级配的影响
• 同样的含水量情况下，粘性土的粘 粒含量越高或塑性指数越大，越难 于压实； • 对于无粘性土，含水率对压实性的 影响没有像粘性土那么敏感，其击 实曲线与粘性土不同，在含水率较 大时得到较高的干密度。因此在无 粘性土的实际填筑中，同时需要不 断洒水使其在较高含水率下压实。 无粘性土的填筑标准，通常是用相 对密实度来控制的，一般不进行击 实试验； • 级配良好的土易于压实，反之则不 易压实
• 击实试验与压实度
• 击实试验
目前较少使 用
在实验室内进行击实试验，是研究土压实性 的基本方法。击实试验分轻型和重型两种。轻型 击实试验适用于粒径小于5mm的粘性土，而重型 击实试验适用于粒径不大于20mm的土。击实试 验所用的主要设备是击实仪，包括击实筒、击锤 及导筒等。击实试验仪有轻型和重型两种，击实 筒容积分别为947.4cm3和2103.9cm3；击锤质 量分别为2.5kg和4.5kg；落高分别为30.5cm和 45.7cm。
d s (1 + ω ) ρ w d ρ −1 = s w −1 (1 + ω ) ρ d ρd
ρw 1 ω = ( - ) × 100% ρd d s
ρw 1 − ) × 100 % ω=( ρd ds
• 压实土的特性
• 压实曲线峰值所对应的纵坐标值为最大干密度ρdmax， 对应的横坐标值为最优含水量ωop； • 人工压实不是挤出土中水而是挤出土中气来达到压实 目的的； • 当含水量低于最优含水量时，干密度随含水量不同的 变化较大，即含水量变化对干密度的影响在偏干时比 偏湿时更加明显。因此，击实曲线的左段（低于最优 含水量）比右段的坡度陡。
11.2 土的压实性
• 土的压实性---在一定的含水率下，以人工或机械的方 法，使土体能够压实到某种密实程度的性质； • 土工建筑物，如土坝、土堤及道路填方是用土作为建 筑材料填筑而成，为了保证填土有足够的强度，较小 的压缩性和透水性。在施工中常常需要压密填料，以 提高土的密实度和均匀性。填土的密实度常以其干密 度来表示； • 在实验室内研究土的密实性是通过击实试验进行的。
• 影响土的压实性的因素
• 击实功能的影响 • 实验室中的击实功能是 用击数来反映的，对同一 种土，压实功能小，则能 达到的最大干密度也小， 最优含水率大；压实功能 大，则能达到的最大干密 度也大，最优含水率小； 用同一种土料在不同含 水率下分别用不同的击数 进行击实试验，就能得到 一组随击数而异的含水率 与干密度关系曲线。
• 击实试验
轻型：粒径小于5毫米
V = 947.4cm3 G = 2.5Kg H = 30.5cm
25下，分三层击实 重型：粒径小于20毫米
V = 2103 .9cm G = 4.5Kg H = 45.7cm
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56下，仪的构造
• 击实曲线
S r = 1 → e = ωd s =
第十一章： 第十一章：土在动荷载作用下的特性 11.1 概述
• 公路路堤、土坝以及建筑场地的回填土等，都是以土作为建 筑材料。土体由于经过开挖、搬运及堆筑，原有结构遭到破坏， 含水量发生变化，堆填时必然造成土体中留下很多孔隙，如不 经人工压实，其均匀性差、抗剪强度低、压缩性大、水稳定性 不良，往往难以满足工程的需要。因此，研究土的压实性是土 工建筑物的重要课题。 • 某些松软的地基土，由于其强度低、变形大，直接在其上修 建建筑物，不能满足地基承载力、变形的设计要求，需进行加 固处理。可采用换填垫层法加固，通过分层压实改善土的不良 性质。土的压实是在动荷载作用下得到的，提高了土的密实度， 从而土的强度得到提高，土的压缩性减低和透水性变小。