确定土壤最佳含水量和最大干密度的试验方法课件资料
重庆科技学院学生毕业设计（论文）外文译文学院建筑工程学院专业班级土木工程2012-03学生姓名潘星俊学号2012444094译文要求1.外文翻译必须使用签字笔，手工工整书写，或用A4纸打印。
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出处:土木工程学报（2015）19（7）：2061-2066版权ⓒ2015韩国土木工程师协会DOI 10.1007/s12205-015-0163-0确定土壤最佳含水量和最大干密度的试验方法X iao-Chuan Ren*, Yuan-Ming Lai**, Fan-Yu Zhang***, and Kai Hu****2014年4月2日收到/2014年6月18日修订/2014年11月11日接受/2015年1月12日在线出版··········································································································································································摘要基于物理参数对土的压缩模量进行研究，得出一种能准确确定少量土样土壤最佳含水量的及相应的最大干密度的方法。
力压缩模量曲线上的压缩模量峰值被用来确定最佳含水量及最大干密度。
对所提出的方法进行了验证，通过使用四种不同类型的土壤：西藏青海粘土，二氧化硅粘土，兰州黄土，西藏青海沙土。
结果表明，相对于传统的压实方法，新方法可以准确测定各类型土壤的最佳含水量和最大干密度。
此外，对于某些含水量，当土壤的压实度是最大时，粘土和二氧化硅粘土达到理论饱和状态，而砂土和黄土则未达到。
关键词：最佳含水量，最大干密度，压缩模量，粘土，黄土，砂土，改良土··········································································································································································1.引言在施工过程中的许多情况下，将土壤压实到其最大干密度是必要的。
压实是指土壤中的孔隙空间减少，其密度增加所造成的土壤颗粒重排对抵抗力的压实能量。
在压实过程中，土壤密度的变化取决于土壤颗粒之间的空隙空间的直接压缩，以及从运动中产生的土壤颗粒的位置和方向的空隙空间的减少。
水在这个过程中起着润滑剂的作用，当土壤颗粒之间的空隙被水填充时，即为最佳密度。
因此，最佳的含水量对应于足够支持滑动运动的土壤颗粒的水膜所需的最小量的水。
对于特定的水含量，压缩土壤以达最大的理论密度意味着通过从土壤中的空隙排出所有的气体，从而达到饱和。
理论上达到的最大压实曲线，也被称为饱和曲线，通过连接不同的水分含量对应得土壤饱和的相应干密度。
一些研究者(Hilf, 1956; Ring et al., 1962; Ramiah etal., 1970; Wang and Huang, 1984)已有了获得最佳含水量和最大干密度的各种方法的讨论。
然而，在一个给定的压实工作的前提下压实试验方法已被采纳为标准用以确定最佳的水分含量和相应的最大干密度(ASTM D698, 2012; ASTM D1557, 2012)。
确定土壤最佳含水量和最大干密度的重要因素是压实作业的识别。
毫无疑问，每一种类型的土壤反应不同的压实工作，这使得不同类型的土壤在使用相同的压实工作和现有的规范情况下，不可能获得水含量和最大干密度。
基于Boutwell (1961)的想法，Blotz et al. (1998)研究了压实工作与最大干密度之间的关系，并发现了压实工作和最大干密度的对数之间存在良好的线性关系。
他们描述了估计的最优含水量和使用压实能量的粘性土的最大干密度的实证方法，发现一个变量相结合对液限和一个土压实曲线更精确的方法。
本研究基于土壤的压缩模量参数提供了一种在没有一个给定的压实工作，只受土壤本身性质控制的能准确确定土的最佳含水量和相应的最大干密度的方法。
一种土样制备的管式钢模具的压力施加在一个恒定的负载率。
由于样品被压实，土壤样品中的空隙减少，从而导致孔隙内的孔隙水压力增加，被定义为土的压缩模量。
土的最佳含水量对应最低含水量当其压缩模量为峰值时，而对应土壤样品的干密度即为最大干密度。
2.实验材料试验中使用的的粘土取自青海西藏高原的北麓河，砂土取自兰州黄土。
使用的样本的比重约为2.71-2.72 g/cm3。
所有样品使用前均通过2mm筛过滤和干燥。
添加剂纳米二氧化硅生产于中国湖南省，详细规范指数在表1。
具有约16-18μS/cm电导率的离子水用在所有测试相关的研究。
表1. 纳米二氧化硅规格项APS 纯度形态SSA 容重纳米二氧化硅15 nm 99.5% 球形200 m2/g 0.05 g/cm33.实验方法描述纳米二氧化硅的密度约为0.05克/立方厘米，平均粒径约为15纳米。
使用常规的混合方法得到均匀的土壤样品是不可能的，因为纳米二氧化硅在土壤样品的表面保持悬浮。
因此，为了获得均匀的土壤样品，需人工混合土壤材料获得所需的纳米二氧化硅，随后反复通过0.25毫米筛进行过滤。
当没有进一步的白色粉末出现在样品中时，混合的土壤样品被认为是均匀的，按照实验要求，土壤样品被放置在密封的容器中24小时伴随着水含量的混合。
在这项研究中使用的材料试验机是T5000压缩模量SANS公司，中国（MTS，被兼并和收购，美国）。
100克制粘土被倒入厚壁钢管模具（内径为39.1毫米，外径为60毫米），一个圆形钢垫片放置在它下，避免了从管底部的土壤渗漏。
然后将两者转移到这台机器上。
三个负载率（2.5毫米/分钟，5毫米/分钟，50毫米/分钟），此项工作中在测试和负载施加时，负载率为2.5毫米/分钟，测试停止时，土壤或水被排出管之间的间隙和间隔。
数据由一台计算机控制的测试机收集，数据采样频率为2赫兹。
本研究所描述的土壤样品的最佳含水量的测定方法需要的信息，如土壤的力-位移压缩曲线（图1），土壤质量，土壤含水量，和最终的土壤样品的高度（表2）。
为了简单，这些实验中所用的土壤质量均为100克。
实验的采样频率为2赫兹，因此，通过材料测试得到的力-位移曲线显示了一组离散的点。
标准击实试验测最大干密度和最佳含水量
类
3）仪器设备
天平：感量0 01g 天平：感量0.01g。 台秤：称量10g，感量5g。 台秤：称量10g 感量5 10 圆孔筛：孔径38 mm、25mm 19mm mm、 mm、 mm各一个 其他工具设备。 各一个。 圆孔筛：孔径38 mm、25mm、19mm、5mm各一个。其他工具设备。
图 1 大击实仪
用击实试验结果得到试验土体待定参数方程， 用击实试验结果得到试验土体待定参数方程，对W求导。 求导。 /dw=0 得到试验土体最大干密度ρ 和最佳含水量w 令dρd/dw=0，得到试验土体最大干密度ρdm和最佳含水量w0
图 2 小击实仪
图3
击实锤
4）试样准备
试样用量： 试样用量： 标准击实试验至少进行5次不同含水量击实试验， 标准击实试验至少进行5次不同含水量击实试验，每次击实试验需要使用 的试样： 的试样： 小筒为3kg，大筒为6.5kg。 小筒为3kg，大筒为6 kg。 试样准备： 试样准备： 可以采用干土法或湿土法。 可以采用干土法或湿土法。 土样过5 mm筛 加水，每个试样含水量控制相差2% 3%，闷料6 24h 2%~3% 24h后进 土样过5 mm筛，加水，每个试样含水量控制相差2% 3%，闷料6~24h后进 行击实试验。 行击实试验。
6）试验结果处理
每次击实试验得到的含水量和湿密度，每次试验得到的干密度： 每次击实试验得到的含水量和湿密度，每次试验得到的干密度： ρd=ρs/（1+0.01W） ρ （ ） 绘制成干密度—含水量曲线， w曲线： 绘制成干密度 含水量曲线，即ρd—w曲线： 含水量曲线 ρd=aw2+bw+c 式中 待定系数。 a、b、c—待定系数。 待定系数
5）击实试验
（1）将试筒组装好后放在坚硬的地面上，土样分层装入。 ）将试筒组装好后放在坚硬的地面上，土样分层装入。 每层装土量：小筒分 层装入 每层装土量为400~500g； 层装入， 每层装土量：小筒分5层装入，每层装土量为 ； 大筒分3层装入，每层装土量为 大筒分 层装入，每层装土量为800~900g。 层装入 。 （2）按规定的次数进行击实，击完一层后进行拉毛处理，再进行下一层 ）按规定的次数进行击实，击完一层后进行拉毛处理， 击实，直到完成击实工作。 击实，直到完成击实工作。 注意最后一次击实土样顶面应满足以下条件： 注意最后一次击实土样顶面应满足以下条件： 小筒高于筒顶面应小于5mm；大筒高于筒顶面应小于6mm。 ；大筒高于筒顶面应小于 小筒高于筒顶面应小于 。 （3）用修土刀对击实筒顶面进行修整，直到将顶面修平为止。 ）用修土刀对击实筒顶面进行修整，直到将顶面修平为止。 （4）称重，之后进行脱模，取中部土样进行含水量试验。 ）称重，之后进行脱模，取中部土样进行含水量试验。 （5）重复以上试验步骤，直到完成所有土样击实工作。 ）重复以上试验步骤，直到完成所有土样击实工作。实验源自 实验1 标准击实试验1）目的
土的最大干密度 最佳含水率试验方法
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路面基层混合料最大干密度及最佳含水量确定方法1石灰土
0 V1 1 V2
1、石灰土、二灰稳定粒料
2、最佳含水量的确定 石灰土、二灰稳定粒料的最佳含水量w0 是结合
料的最佳含水量w1 和集料饱水裹覆含水量W2 的加权值。
100
2．水泥稳定粒料
水泥加水拌匀后，在105℃烘箱中烘干，称试验前 水泥质量和烘干后硬化的水泥质量，即可求得水 泥水化的水增量。
因水泥中含有水化水，故用烘箱法不能正确测出
水泥稳定粒料的最佳含水量。根据对比试验，水 泥稳定粒料的最佳含水量w0 由水泥的水化水、集 料的饱水裹覆含水量和拌和水泥所需要的水（水 灰比为0.5）三者组成。
一、路基土的最大干密度和最佳含 水量确定方法
1、轻型、重型击实 2、振动台法 3、表面振动仪法
适用于小于0.074颗粒不大于15%的无粘 性自由排水的巨粒土和粗粒土。
二、路面基层混合料最大干密度及 最佳含水量确定方法
1、石灰土、二灰稳定粒料 根据室内试验测得结合料的最大干密度ρ 1 和集
三、沥青混合料标准密度确定方法
水中重法测定的是沥青混合料的表观密 度表干法和蜡封法测定的是沥青混合料的 毛体积密度
压实度的检测是通过密度检测确定的。
第一节 概述
现场检测方法 1、灌砂法 2、环刀法 3、核子仪法 4、钻芯法
高速、一级公路路基的压实度标准： 0～80cm应不小于96%； 80～150cm应不小于94％； 150cm以下应不小于93%； 对于零填及路堑0～80cm应不小于96% 。
第一节 概述
压实的作用： 增加强度 减少变形 增强水稳性与强度稳定性 压实不足的危害： 车辙、裂缝、沉陷及剪切破坏
28灰土的最佳含水量和最大干密度
灰土的最佳含水量和最大干密度是两个关键的参数，它们决定了灰土的压实度和强度。
在实际施工中，为了保证灰土的压实度和强度，我们需要控制好这两个参数。
首先，我们来了解一下什么是最佳含水量和最大干密度。
最佳含水量是指在压实过程中，为了达到最大的压实度，灰土所需要的水量。
而最大干密度则是指灰土在干燥状态下的最大密度。
这两个参数是相互关联的，它们共同决定了灰土的压实度和强度。
那么，如何确定灰土的最佳含水量和最大干密度呢？一般来说，我们可以采用击实试验的方法来进行测定。
具体来说，就是将不同含水量的灰土进行击实，然后测量其干密度，从而得到含水量与干密度之间的关系曲线。
通过这个曲线，我们可以找到最佳含水量和最大干密度。
在实际施工中，我们可以通过控制灰土的含水量来控制其压实度和强度。
如果含水量过低，灰土太干燥，不易压实；如果含水量过高，灰土过湿，容易造成“橡皮土”现象，影响压实效果。
因此，在施工过程中，我们需要根据实际情况进行调整和控制。
总之，灰土的最佳含水量和最大干密度是两个非常重要的参数，它们决定了灰土的压实度和强度。
在实际施工中，我们需要根据实际情况进行调整和控制，以保证灰土的施工质量。
最佳含水量及最大干密度的确定方法
最佳含水量及最大干密度的确定方法This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 20202.土的最佳压实度测定方法本试验的目的，是用轻型击实方法，或某种击实仪在一定击实次数下，测定土的含水量与密度的关系，从而确定该土的最优含水量与相应的最大干密度。
本试验适用于粒径小于5mm的土料。
粗、细、混合料中如粒径大于5mm的土重小于总土重3%时，可以不加校正。
在3～30%范围内，则应用计算法对试验结果进行校正。
一、轻型击实法（1）仪器设备本试验需用下列仪器设备：①轻型击实仪：技术性能为：锤质量2.5kg；锤底直径51mm；落高305mm；击实筒：直径102mm，高度116m，容积947.4cm3；单位体积击实功为591.6kJ/m3（分三层击实，每层25击）。
②天平：称量200g，感量0.01g；称量2000g，感量1g。
③台称：称量10kg，感量5g。
④筛：孔径5mm。
⑤其他：喷水设备、碾土器、盛土器、推土器、修土刀及保湿设备等。
（2）操作步骤①将代表性的风干或在低于60℃温度下烘烤干的土样放在橡皮板上，用木碾碾散或碾土机械碾散，过5mm筛拌匀备用，土量为15～20kg。
②测定土样风干含水量，按土的塑限估计其最优含水量，选择5个含水量，依次相差约2%，其中有两个大于和两个小于最优含水量。
所需加水量可按下式计算：式中m——所需的加水量（g）；m——含水量ω0时土样的质量（g）；ω——土样已有的含水量（%）；ω——要求达到的含水量（%）。
1③按预定含水量制备试样。
称取土样，每个约2.5kg，分别平铺于一不吸水的平板上，用喷水设备往土样上均匀喷洒预定的水量，稍静置一段时间装入塑料袋内或密封盛样器内浸润备用。
浸润时间对高塑性粘土（CH）不得少于一昼夜，低塑性粘土（CL）可酌情缩短，但不应少于12h。
④将击实仪放在坚实底面上，取制备好的试样600～800g（其量应使击实后试样略大于筒高的1/3）倒入筒内，整平其表面。
土样的最大干密度和最佳含水率[精彩]
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各种土样的最大干密度和最佳含水率一、采用不同的击实方法，其所对应的最大干密度和最佳含水率是有一定差异的，一般而言，重型比轻型击实试验所获得的最大干密度，平均提高约9.9%，而最佳含水量平均降低约3.5%（绝对值）。
即击实功能愈大，土的最佳含水量愈小，而最大干密度及强度愈高。
另外，采用重型击实标准后，土基压实度至少可增加6%，而处理过后的土层强度可以提高32%以上。
二、一般情况下，采用轻型击实标准时，土的最佳含水量对于黏性土约相当于塑限的含水量；对于非黏性土则约相当于液限含水量的0.65倍。
详细范围值如下：1、砂土：最佳含水量（按重量计）％为：8～12；最大密度（kN／m3）为：1.8～1.88。
2、亚砂土：最佳含水量（按重量计）％为：9～15；最大密实度（kN／m3）为：1.85～2.08。
3、粉土：最佳含水量（按重量计）％为：16～22；最大密实度（kN／m3）为：1.61～1.8。
4、亚粉土：最佳含水量（按重量计）％为：12～20；最大密实度（kN／m3）为：1.67～1.95。
5、黏土：最佳含水量（按重量计）％为：15～25及以上；最大密实度（kN／m3）为：1.58～1.7。
注：当采用重型击实时，其最大密实度平均要提高10%，最佳含水量约减少3.5%（绝对值）。
上述回答仅供参考。
特定比例的一些试样击实的最大干密度及最优含水率的范围级配碎石层（碎石30：石子粉70）、级配碎石层（碎石55:石子粉45）碎石是5-31.5、水泥稳定层、灰土击实（石灰12:土88）、灰土击实（石灰30:土70）石灰土混合料（石灰12：水泥3：土85）以上土样均为粘土。
确定土壤最佳含水量和最大干密度的试验方法.
重庆科技学院学生毕业设计（论文）外文译文学院建筑工程学院专业班级土木工程2012-03学生姓名潘星俊学号2012444094译文要求1.外文翻译必须使用签字笔，手工工整书写，或用A4纸打印。
2.所选的原文不少于10000印刷字符，其内容必须与课题或专业方向紧密相关，由指导教师提供，并注明详细出处。
3.外文翻译书文本后附原文（或复印件）。
出处:土木工程学报（2015）19（7）：2061-2066版权ⓒ2015韩国土木工程师协会DOI 10.1007/s12205-015-0163-0确定土壤最佳含水量和最大干密度的试验方法X iao-Chuan Ren*, Yuan-Ming Lai**, Fan-Yu Zhang***, and Kai Hu****2014年4月2日收到/2014年6月18日修订/2014年11月11日接受/2015年1月12日在线出版··········································································································································································摘要基于物理参数对土的压缩模量进行研究，得出一种能准确确定少量土样土壤最佳含水量的及相应的最大干密度的方法。
土的最大干密度和最佳含水量试验要点
土的最大干密度和最佳含水量试验要点（击实试验GB/T 50123-1999）一、分类和试验范围：本试验分为轻型击实和重型击实。
轻型击实试验适用于粒径小于5mm的粘性土。
重型击实试验适用于粒径不大于20mm的土。
采用三层击实时，最大粒径不大于40mm。
二、击实功率：轻型击实试验的单位体积击实功应为592.2KJ/m3，重型击实试验的单位体积击实功应为2684.9KJ/m3。
三、设备要求：1.击实仪的击锤应配导筒，击锤与导筒间应有足够的间隙使锤能自由下落；电动操作的击锤必须有控制落距的跟踪装置和锤击点按一定角度（轻型53.5°，重型45°）均匀分布的装置（重型击实仪中心点每圈要加一击）。
2 .天平：称量200g,最小分度值0.01g。
3.台秤:称量10g,最小分度值5g。
4.标准筛：孔径为20mm、40mm和5mm。
5.试样推出器：宜用螺旋式千斤顶或液压式千斤顶，如无此类装置，亦可用刮刀和修土刀从击实筒中取出试样。
四、试样制备方法：试样制备分为干法和湿法两种。
1 干法制备试样应按下列步骤进行，用四分法取代表性土样20g(重型为50kg),风干碾碎,过5mm(重型过20mm或40mm)筛,将筛下土样拌匀,并测定土样的风干含水率。
根据土的塑限预估最优含水率,并按本标准第3.1.6条4、5款的步骤制备5个不同含水率的一组试样，相邻2个含水率的差值宜为2%。
注：轻型击实中5个含水率中应有2个大于塑限，2个小于塑限，1个接近塑限。
2 湿法制备试样应按下列步骤进行，取天然含水率的代表性土样20kg(重型为50kg)碾碎,过5mm筛(重型过20mm或40mm),将筛下土样拌匀,并测定土样的天然含水率。
根据土样的塑限预估最优含水率，按本条1款注的原则选择至少5个含水率的土样，分别将天然含水率的土样风干或加水进行制备，应使制备好的土样水分均匀分布。
五、试验步骤：击实试验应按下列步骤进行：1 将击实仪平稳置于刚性基础上，击实筒与底座联接好，安装好护筒，在击实筒内壁均匀涂一薄层润滑油。
土力学含水率试验课件
目 录
• 土力学含水率试验概述 • 含水率试验方法
• 含水率试验结果分析 • 含水率试验注意事项
01 土力学含水率试验概述
含水率定 义
含水率定义
含水率是指土中含有的水分所占 的百分比，通常用百分数表示。 它是描述土的含水状况的一个重 要参数。
计算公式
含水率（ % ） = （土中水的质量 / 土的质量）×100%
比重法
比重法是一种通过测量土壤比重和土壤含水率之间的关系来计算土壤含水率的方 法。该方法需要预先制备标准曲线，通过标准曲线查得待测样品的含水率。
比重法的优点是操作简便、快速，对土壤样品破坏较小。但是，该方法需要制备 标准曲线，且标准曲线的制作过程较为繁琐，同时结果的准确性也受到土壤类型、 制备方法等因素的影响。
安全注意事 项
操作人员必须经过专 业培训，熟悉试验仪 器的使用和安全规程。
试验区域应保持整洁， 避免杂物和易燃物品 的堆放，确保安全。
试验过程中应佩戴防 护眼镜、手套等个人 防护装备，防止意外 伤害。
试验误差控制
试验前应检查仪器设备的准确性 和可靠性，确保测量结果的准确
性。
试验过程中应严格按照操作规程 进行，避免人为误差。
对同一试样进行多次测量，取平 均值作为最终结果，以提高试验
精度。
试验环境要求
试验室应保持干燥、清洁、通 风良好，避免尘埃和杂质的干扰。
试验温度和湿度应符合标准要 求，以保证试验结果的可靠性。
对于特殊要求的试验，应提供 相应的环境条件，如温度、压 力等。
THANKS
数据收集
在含水率试验中，需要收集土样的重 量、含水率、密度等数据。这些数据 可以通过试验仪器直接测量或计算得 出。
(一))路基土的最大干密度和最佳含水量确定(分部工程)
沥青混合料标准密度,以沥青拌和厂取样 试验的马歇尔密度或者试验段密度为准，当采 用前者方法时，压实芯样 试件）测密度的问题，在进行密度试验时应根 据混合料本身的特点，可采用下列方法之一：
1、公路工程建设项目可划分为（单位工程）、 （分部工程）、（分项工程）三级。 2、单位工程分为（路基工程）、（路面工程）、 （桥梁工程）、（互通立交工程）、（隧道工程）、 （交通安全设施）等六类。 3、路基土石方工程包括（土方路基）、（石方 路基）、（软土地基）、（土工合成材料处治层） 等分项工程。 4、路基分部工程包括（路基土石方工程）、（排 水工程）、（小桥及符合小桥标准的通道，人行 天桥，渡槽）、（涵洞、通道）、（砌筑防护工程）、 （大型挡土墙，组合式挡土墙）。 5、路面工程包括（底基层）、（基层）、（面层）、 （垫层）、（联结层）、（路缘石）、（人行道）、（路 肩）、（路面边缘排水系统）等分项工程。 6、分项工程的评分值等于分项工程得分减去 （外观缺陷减分）和（资料不全减分）。 7、分项工程质量检验内容包括（基本要求）、 （实测项目）、（外观鉴定）和（质量保证资料）。 9、工程质量评分为（合格）、（不合格）二个 等级，应按（分项）、（分部）、（单位）工程和 建设项目逐级评定。 10、路肩工程应作为（路面工程）的一项分项 工程进行检查评定。 11、土方路基实测项目包括（压实度）、（弯沉）、 （纵断高程）、（中线偏位）、（宽度）、（平整度）、 （横坡）、（边坡）。 12、石方路基实测项目包括（压实度）、（纵断 高程）、（中线偏位）、（宽度）、（平整度）、（横 坡）、（边坡）。 13、软地地基的处治方法有（抛石济淤）、（砂 垫层）、（反压护坡道）、（袋装砂井）、（碎石桩）、 （砂桩）、（粉喷桩）等。 14、路面工程和路基工程的实测项目规定值或 允许偏差按（高速公路一级公路）和（其他等 级公路）分两档设定。 15、路面基层、底基导层按材料类型可分为（稳 定类）和（粒料类）。