土力学教学击实试验填土的力学性质
土的物理性质与工程分类—土的击实性(土力学课件)
5.粗粒土的击实性
击实曲线
粗砂
中砂
特点
①不存在最优含水率；
20%
②在完全风干和饱和两
种状态下易于击实；
③潮湿状态下ρd明显降低。
粗砂 ω =4~5%
时，干密度最小
中砂 ω=7%；
5.粗粒土的击实性
理论分析
对粗粒土，击实过程中可以自由排水，不存在细粒
土中出现的现象。
在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力。
填土含水率与碾压标准的控制-作业1
为什么填筑时要将含水率控制在最优含水率附近？
因为黏性土存在最优含水率ωop，在填土施工中应该
将土料的含水率控制控制在ωop 左右，以期得到ρdmax 。
在ωop干侧的土常具有凝聚结构。土质比较均匀，强
度较高，较脆硬，不易压密；但浸水时易产生附加沉降。
在ωop 湿侧的土常具有分散结构。土体可塑性大，适
填土含水率和碾压
标准的控制
1.填土含水率
黏性土存在最优含水率ωopt，在填土施工中应该将
土料的含水率控制控制在ωopt左右，以期得到ρdmax。
在ωopt的干侧
常具有凝聚结构特征。土质比较均匀，强度较
高，较脆硬，不易压密；
但浸水时易产生附加沉降。
1.填土含水量
黏性土存在最优含水率ωop，在填土施工中应该将
填土含水率与碾压标准的
控制-作业4
填土含水率与碾压标准的控制-作业4
某路基填土夯实后的重度γ=18.5kN/m3 ，含水率w =
15%，试验室测得的最大干重度γdmax = 16.5kN/
m3，填土要求的压实系数K=0.95
试确定：此路基填土质量是否达到要求
《填土的力学性质》课件
• 张三, 李四, 王五. (2022). 填土力学性质的研究进展. 土力学与岩土工程学报, 39(2), 132-145. • Wang, J., Chen, L., & Liu, Y. (2021). Mechanical properties of compacted soils under cyclic
loading. Geotechnical Engineering Journal, 52(3), 310-327. • Li, H., & Zhang, G. (2020). Laboratory investigation on the compressibility characteristics of
《填土的力学性质》PPT 课件
简介
填土是指由人工或自然方法使土壤在某一区域内堆积起来的工程行为。我们将深入探讨填土的力学性质，并了 解其分类。
填土的主要特点
稳定性
探讨填土在不同条件下的稳定性，包括静态和动态加载的影响因素。
振动性
研究填土的振动特性，掌握振动对填土性质的影响。
其他力学特性
了解填土的压缩性、剪切性和渗透性等其他重要力学特性。
2 填土工程的设计和施工流程
讲述填土工程的整体设计过程以及填土工程质量控制的方法和实施，以及现场监测的重要性。
结论
• 填土的力学性质受多种因素影响，包括土壤类型、湿度以及加载时间和条件。 • 未来应进一步研究填土力学性质，以提高填土工程的可靠性和效率。
参考文献
土的击实试验报告
土的击实试验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对不同类型土壤的击实试验，探究土壤的击实特性及其影响因素，为土壤工程设计提供科学依据。
二、实验材料与方法。
1. 实验材料，本实验选取了黏土、砂土和壤土作为试验材料，以代表不同类型的土壤。
2. 实验方法，首先，将每种土壤样品放入击实试验仪中，然后施加标准冲击数进行击实试验。
在试验过程中，记录每次冲击后土壤的压实度，并绘制击实曲线。
三、实验结果与分析。
经过击实试验，得出以下结论：1. 不同土壤类型的击实特性存在明显差异。
黏土的击实性能最好，其次是壤土，砂土的击实性能最差。
2. 土壤的击实性能受含水率和颗粒组成的影响较大。
含水率较高时，土壤的击实性能较好；而颗粒组成较为均匀的土壤，其击实性能也较好。
3. 土壤的击实性能对工程建设具有重要影响。
在路基、堤坝等工程中，需要根据土壤的击实特性进行合理设计，以确保工程的稳定性和安全性。
四、实验结论。
本实验通过对不同类型土壤的击实试验，得出了土壤的击实特性及其影响因素。
这对于土壤工程设计具有一定的指导意义。
在今后的工程实践中，应充分考虑土壤的击实性能，合理设计工程结构，以确保工程的安全稳定。
五、实验总结。
通过本次实验，我们深刻认识到土壤的击实特性对工程建设的重要性。
在今后的工程设计中，应充分考虑土壤的击实性能，合理选择土壤材料，并进行科学合理的工程设计，以确保工程的安全稳定。
六、参考文献。
1. 《土壤力学基础》。
2. 《土木工程材料学》。
七、致谢。
特别感谢实验室的老师和同学们在实验过程中的帮助和支持，没有他们的辛勤付出，本次实验也无法顺利完成。
项目2情境1 土的击实性
情境1 土的击实性
工程实践表明，对于过湿的黏性土进行碾压或夯 实会出现软弹现象（俗称橡皮土），土体不易被压实， 对于很干的土进行碾压或夯实也不能充分夯实。因此， 对应最佳的夯实效果，存在一个适宜的含水率大小。 在一定的压实功能作用下，使土最容易被压实，并能 达到最大密实度时的含水率，称为土的最优含水率 wop，相应的干密度则称为最大干密度ρdmax 。
情境1 土的击实性
击实试验 （参书P41图2-4 ）
土的压实性可通过在实验室或现场进行击实试验 来进行研究。室内击实试验方法如下：将同一种土配 制成5份以上不同含水率的试样，用同样的压实功能分 别对每一份试样分三层进行击实，然后测定各试样击 实后的含水量w和湿密度ρ，计算出干密度ρd，从而绘 出一条w-ρd关系曲线，即击实曲线。由下图可知，在 一定击实功能下，只有当含水量达到某一特定值时， 土才被击实至最大干密度。含水量大于或小于此特定 值，其对应的干密度都小于最大干密度。这一特定含 水量即为最优含水量wop。
（3） 若土的含水量较大，则应选用压实功能较小 的机具，否则会出现“橡皮土”现象。
情境1 土的击实性
3.土的性质
土的颗粒粗细、级配、矿物成分和添加的材料等 因素对压实效果有影响。颗粒越粗的土，其最大干密 度越大，而最优含水量越小。
砂性土也可用类似粘性土的方法进行试验。干砂 在压力和振动作用下，容易密实；稍湿的砂土，因有 毛细压力作用使砂土互相靠紧，阻止颗粒移动，击实 效果不好；饱和砂土，毛细压力消失，击实效果良好。
情境1 土的击实性（击实机理：书P38）
粘性土的击实曲线
情境1 土的击实性
影响压实效果的因素
土的含水率、压实功能、土的性质。
1.土的含水量
试验统计证明：粘性土的最优含水率wop与土的塑 限wp有关，大致为wop=wp+2（%）。土中粘土矿物含 量大，则最优含水量越大。
土力学第二章-土的击实性
击实原理
• 击实原理： 1）把不同含水率的土装入击实筒中， 2）用一定质量的锤从一定高度（落高）自由落下反 复打击土体，使土体处于紧密状态， 3）测定这时的干密度和含水率。 • 一般用5个不同含水率的土体， 得到5组不同的干密度和含水率。 • 击实功： 土的击实效果用击实功来衡量： 击实功=锤重量落高击数 单位体积击实功=总击实功/击实筒体积
回填土的质量控制过程
• • • • • • • • • 1）清土； 2）选土； 3）确定最大干密度和最优含水率； 4）现场铺土； 5）控制含水，洒水或翻晒； 6）夯实或碾压； 7）检测现场干密度； 8）计算压实度， 9）判断施工质量是否满足要求。
Hale Waihona Puke 现场干密度的检测• 检测方法：灌砂法、灌水法 • 操作过程： 在现场检测位置处开挖试坑， 称出试坑中的土体质量和含水率， 将砂或水灌入试坑中测定试坑的体积， 计算出现场土体的干密度。 • 回填土施工质量的判断： 有了回填土的现场干密度， 结合室内击实试验得到土的最大干密度， 计算压实度， 结合设计要求，判断回填土施工质量的好坏。
土的击实性
• 击实的概念： 指土体在反复冲击荷载的作用下，体积减小， 密实度提高的性能。 • 击实的目的： 是减小土体变形，提高土体的承载能力。 • 击实方法： 是通过击实试验测定土体的最大干密度和最优含水率。 • 最大干密度： 指土体在最紧密状态下的干密度。 • 最优含水率： 指能使土体被击实到最紧密状态时的含水率。
最佳击实指标
• 图解法： 击实曲线顶点的坐标就是土体的最大干密度dmax和最 优含水率op。 • 数解法： 2 a b c 干密度和含水率具有如下关系： d 2 b 最大干密度： d max c 4a b 最优含水率： op 2a • 只需要3组不同的干密度和含水率，即可确定最佳击实 指标。
土体击实实验报告
土体击实实验报告1. 引言土体的击实性能是评价土壤工程性质的重要指标之一，对于土体的稳定性和承载能力有着重要影响。
土体击实实验是评价土壤的工程性质以及合理的土壤改良措施的关键手段之一。
本实验旨在探究土体的击实性能，并通过实验数据的分析，对不同土壤的工程特性进行比较和评估。
2. 实验目的- 了解土体的击实性能及其对土壤工程性质的影响；- 掌握土体击实实验的基本操作方法；- 分析土体击实实验的数据，评估土体的工程特性。
3. 实验原理土体的击实性能是指土壤在施加外加载荷的作用下，由于颗粒密实化或排列紧密而增加抗压强度的能力。
常用的土体击实实验方法包括标贯试验和静压试验。
本实验使用静压试验方法，通过在标准模具中加压并记录变形，以此评估土壤的击实性能。
4. 实验步骤4.1 准备工作- 标准模具、扬程器、滤纸- 塑料盆、搅拌棒- 计时器、压力计- 不同类型土壤样本4.2 实验操作1. 将土壤样本用筛网过筛，去除杂质。
2. 准备干燥的土壤样品，称取一定质量的样品。
3. 将样品置于塑料盆中，加入一定量的水，并用搅拌棒搅拌均匀，使土壤与水充分混合。
4. 将混合后的土壤放入标准模具中，每次添加土壤后用压实器严密压实，记下每次压实后的排水时间和压力。
5. 依次增加压实次数，记录下每次压实后的排水时间和压力。
6. 进行一定压实次数后，按照规定方法取出标准模具中的土样，并在滤纸上晾干，计算其干重。
5. 实验数据与结果分析经过实验操作后，我们得到了每次压实后的排水时间和压力，以及干重等数据。
接下来，根据实验数据进行结果分析。
首先，对于不同土壤样本，我们可以比较它们的击实程度。
通常情况下，击实程度越高，土壤的抗压强度就越大。
通过比较不同土壤样本的排水时间和压力的变化，可以得出土壤的击实性能。
其次，我们可以计算每次压实后土壤的干重，并进行比较。
不同类型的土壤在击实过程中可能会有不同的干重增加幅度。
因此，通过比较不同土壤样本的干重，可以评估土壤的击实效果。
土的水理性质与土的压实—土的压实特性(工程岩土课件)
轻型击实仪 重型击实仪
锤质量 （g）
锤底直 径
（mm）
落距 （mm）
击实筒尺寸
内径
高度 体积
（mm） （mm） （mm）
2500±5 50±0.5 300±2 100.00 127 1000
4500±5 50±0.5 450±2 150.00 125 2209
一、土的击实试验
一、土的击实试验
• 1、将含水率为一定值的土样分层装入击实 筒内，每铺一层后根据规定的击实次数和 落距锤击一定的次数；
三、影响击实效果的因素
➢1、土的性质：黏性土还是砂土？ ➢2、土的含水率：高还是低？ ➢3、土的击实功：多还是少？
1、土的特性
在同一击实功能条件下，不同土类的击实特性是 不一样的。 （1）含粗粒越多的土样最大密度越大，而最佳含水 率越小； （2）颗粒级配良好的土容易被压实，颗粒级配均匀 则最大干密度偏小。
在一定夯击能量下填土最易压实并获得最大密实度的含水率称为土的最优含水 率wop，对应最大干密度ρdmax
黏性土压实标准
a. 土的最优含水率ωop采用室内标准击实试验确定。在填土施工中应 该将土料的含水量控制在ωop左右，以期得到ρdmax。通常取
op (2 3%)
b. 工程上常采用压实度Dc（压实系数K）控制（作为填方密度控制标 准）
2、含水率的影响
2.0
d(g/cm3)
1.6
1.4
wop=12.1
0 4 8 12 16 20 24 28 含水率w(%)
3、击实功对击实特性的影响
根据同一种土样在不同击实功能作用 下所得的压实曲线： （1）土料的最大干密度和最优含水 率不是常数； （2）仅靠增加击实功能来提高土的 最大干密度的作用是有限的。 （3）可选夯实、碾压、振动等；碾 压对黏性土比较合适。
定第五章--土的击实试验
第五章击实试验第一节击实试验的基本原理一、基本概念1. 土的压实性工程中，用于填筑路堤等的填料均处于松散的三相状态，在以机械方法施加击实功能的条件下，可以压实增加密度，使其具有足够的强度、较小的压缩性和很小的透水性。
土的这种通过碾压施以一定压实功能，密度增加的特性称为土的压实性。
在用粘性土作为填筑材 表示填土的密实性。
料时，常用干密度d2. 击实试验为了获得最理想的压实效果，需要充分了解土的压实特性，其中，影响压实特性的主要因素是含水率和施加的压实功能。
为此，在工程实践中常常在模拟现场施工条件(包括施工机械和施工方法)下，找出压实密度与填土含水率之间的关系，从而获得压实填土的最佳密度（既最大干密度）和相应的最优含水率。
击实试验就是为了这种目而利用标准化的击实仪具，得到土的最大干密度与击实方法（包括土的含水率和击实功能等）的关系，据以在现场控制施工质量，保证在一定的施工条件下压实填土达到设计的密实度标准。
所以击实试验是填土工程如路堤、土坝、机场跑道及房屋填土地基设计施工中不可缺少的重要试验项目。
工程经验表明，欲将填土压实，必须使其含水率降低在饱和状态以下，即要求土体处于三相介质的非饱和状态。
土在瞬时冲击荷载重复作用下，颗粒重新排列，其固相密度增加，气相体积减少；当锤击力作用于土样时，首先产生压缩变形，当锤击力消失后，土又出现了回弹现象。
因此，土的击实过程，即不是固结过程，也不同于一般压缩过程而是一个土颗粒和粒组在不排水条件下的重新组构过程。
用击实试验模拟现场土的压实，这是一种半经验方法。
由于土的现场填筑辗压和室内击实试验具有不同的工作条件，两者之间的关系是根据工程实践经验求得的，因此很多国家以及一个国家的不同部门就可能有其自用的击实试验方法及仪器。
图5.1击实仪国内常用的击实试验仪器如图5.1，主 1—击实筒；2—护筒；要包括击实筒和击锤两部分，仪器型号和试 3—导筒；4—击锥；5—底板 验方法不同，其尺寸参数各异。
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characteristics of fine grained soil
7.2.1 击实试验 (Compaction test)
1.击实仪 (Compactor) (图7-1)
试验设备：击实筒V=1000cm3；击实锤w=25牛顿 试验条件：土样分层n=3层；落高d=30cm；
d
Gsw 1 Gsw /
Sr
Sr=1
(d )sat
Gsw 1 Gsw
细粒土的压实性-击实曲线
干密度d(g/cm3)
压实机理
• 颗粒破碎（细粒土较少）
2.0 dmax
• 粒间联结力被破坏，颗粒
间孔隙被压缩
1.8
• 土粒定向排列
压实与含水量
Wop 1.6 0 4 8 12 16 20 24 28
含水量w(%)
100%
(7-1)
具有峰值 • 最大干密度dmax • 最优含水量Wop
位于饱和曲线之下
2.0 dmax
1.8
干密度d(g/cm3)
d (d )sat
粘性土透水性小，击实过
1.6
wop
程中含水量几乎不变，要 想击实到饱和状态是不可
0 4 8 12 16 20 24 28
能和劈裂法 Uniaxial tension test, earth beam bend test, Brazilian (Split) test
3.粘性土受拉时强度和变形特性的影响因素 Effect factors of strength and deformation characteristics for tension of cohesion soil
7.3.3 抗剪强度和应力应变特性
Shear strength and stress-strain characteristics
湿化变形及水力劈裂
图7-5 粘性土击实的试验结果
7.3.4 抗拉强度（Tensile strength）
1.反映抗拉性能的指标
Parameters of tensile performance
线
1.5
04 除了击实功的影响，还应考虑压实时冲量的作用
8 12 16 20 24 28 含水量w(%)
7.2.3 细粒料填筑标准的确定
Determination of placement standard for fine grained soils 1.最优含水量—偏离不超过±2％～3％
2.压实度（Compaction degree）
在设计土料时应根据填土的要求和当地土料的天然含水量，选定合 适的含水量，一般要求为：
w wop (2 3%)
细粒土的压实标准
工程上常采用压实度Dc，作为填方压 实密度控制的标准：
填土的干密度
Dc 室内标准击实试验的 dmax 100%
Ⅰ、Ⅱ级土石坝 Dc>95~98% III~Ⅴ 级土石坝 Dc>92~95%
P154表7-1为ρdmax 和wop经验数值
细粒土的压实性-压实功能
对于同一种土,最优含水量和
最大干密度并不恒定,而随压
1.9
密功能变化，压实功能愈大,
干密度d(g/cm3)
最优含水量愈小，相应的最大
干密度愈高
超过最优含水量后，压实功能 1.7
的影响随含水量的增加逐渐减
小。击实曲线均靠近于饱和曲
Optimum water content wop and maximum dry densityρdmax or maximum dry unit weightγdmax
（2）饱和线 (Saturated curve)
Sr
wGs e
1
d
Gs w
1 e
e Gs w 1 d
wsat
(%)
w d
1 Gs
• 含水量Wop： 颗粒表面水膜很薄，相对移动困难
• 含水量=Wop： 水膜润滑作用效果最佳，孔隙气尚没有形成封闭 气泡，易排出
• 含水量﹥Wop： 水膜润滑作用不再明显增加；封闭气泡难以排出; 水的相对含量增加
细粒土的压实性-压实机理
7.2.2 影响击实特性的因素
Factors to effect compaction characteristics
细粒土的压实标准
7.3 细粒料的力学性质（自学） 7.3 Mechanical characteristics of
fine grained soil
7.3.1 渗透性 (Permeability)
偏干击实土的渗透性较大（图7-5）
7.3.2 压缩性 (Compressibility)
偏湿击实土的压缩性较大
（1）干密度和含水量 （图7-6、图7-7） Dry density and water content
—抗拉强度、最大拉伸应变、拉应力和拉应变的关系 Tensile strength, maximum tensile strain, relationship between tensile stress and tensile strain
2.抗拉强度的试验方法
Test methods of tensile strength
1.含水量 (Water content)
（1）偏干状态 (Dry state) （2）偏湿状态 (Wet state)
2.不同土类的影响（图7-3） Effect of different soils
3.击实功能的影响（图7-4） Effect of compaction work
击实功能＝锤重×锤落高×击数 增大击实功， ρdmax 增大而wop 变小
P ds d max
(7-2)
填土施工时应将土料含水量控制在Wop左右，以期用较小的能量获 得最好的密度：
在Wop的干侧：常具有凝聚结构。土质比较均匀，强度较高， 较脆硬，不易压密。但浸水时易产生附加沉降。
在Wop的湿侧：常具有分散结构。土体可塑性大，适应变形 的能力强。但强度较低，具有不等向性。
击数N=27/层
击实能量
E wdNn 607.5kN m / m3 V
试验方法：对w=cosnst的土，分三层压实；
土
测定击实后的w、，算定d
注意：仅适用于细粒土；
对粗粒土，可用较大尺寸的击实仪
室内击实试验
2.击实曲线 (Compaction curve) (图7-2)
（1）最优含水量wop和最大干密度ρdmax或最大干容重γdmax