粗粒土和巨粒土最大干密度试验 振动台法

1.总则

1.1.本细则采用振动台法测定无粘性自由排水粗粒土和巨粒土（包括堆石料）的最大干

密度。

1.2.本细则适用于通过0.075mm标准筛的干颗粒质量百分数不大于15%的无黏性自由排

水粗粒土和巨粒土。

1.3.本细则对于最大粒径大于60mm的巨粒土，因受试筒允许最大粒径的限制，宜按规定

处理。

2.仪具与材料

2.1振动台：固定于混凝土基础上；振动台面尺寸至少550mm×550mm，且具有足够的刚

度。振动台最大负荷应满足试筒、套筒、试样、加重底板及加重块等质量的要求，不宜小于200kg；其频率20～60Hz可调，双振幅0～2mm可调。

2.2 试筒：圆柱形金属筒，按表1.1规定选用。试筒容积宜用灌水法每年标定一次。

2.3套筒:内径与试筒（见表1.1）配套一致，且与试筒紧密固定后内壁成直线连接。

2.4加重底板：底板为13mm厚的钢板，其直径略小于相应试筒内径，中心应有φ15mm未

穿通的提吊螺孔。

2.5加重块：对于相应采用的试筒，加重块及其加重底板在试样表面产生的静压力应为

18kPa。

2.6百分表及表架：百分表量程至少50mm以上，分度值为0.025mm。表架支杆应能插入

试筒导向瓦套孔中，并使百分表表头杆中心线与试筒中心线或内壁面平行。

2.7台秤:应具有足够测定试筒及试样总质量的量程,且达到所测定土质量0.1%的精度。

所用台秤，对于φ280mm试筒，量程至少50kg，感量6g；对于φ152mm试筒，量程至少30kg，感量2g。

2.8起吊机：起重量至少180kg。

2.9标准筛：60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm、0.075mm。

2.10其他工具：如加重底板提手、烘箱、金属盘、小铲、大勺及漏斗、橡皮锤、秒表、

直钢尺、试筒布套等。

试样质量及仪器尺寸（表1.1）

3.试样

3.1采集代表性试料，妥善贮存备用。

3.2 采用标准筛分法（T0115-2007）测定各粒组的颗粒百分数。

3.3 对于粒径大于60mm的巨粒土，因受试筒允许最大粒径的限制，应按相似级配法制备

缩小粒径的系列模型试料。相似级配法粒径及级配按以下公式计算。

相似级配模型试料粒径：

式中：D——原型试料级配某粒径，mm；

d——原型试料级配某粒径缩小后的粒径，即模型试料相应粒径，mm；

M

r

——粒径缩小倍数，通常称为相似级配模比。

式中：

max

D——原型试料级配最大粒径，mm；

m ax

d——试样允许或设定的最大粒径，即60mm，40mm，20mm，10mm等。

相似级配模型试料级配组成与原型级配组成相同，即：

式中：P

Mr ——原型试料粒径缩小M

r

倍后（即为模型试料）相应的小于某粒径

d含量百分数，%；

——原型试料级配小于某粒径D的含量百分数，%。

P

p

3.4如果采用干土法进行试验，则需将试样在烘箱内烘至恒重，并用烘干法测定现场试料

的含水率。烘干后，应完全剥去弱胶结物，以免增大颗粒的自然尺寸。

4.试验步骤

4.1干土法

4.1.1充分拌匀烘干试样，即使其颗粒分离程度尽可能小；然后大致分成三份。测定并记

录空试筒的质量。

4.1.2用小铲或者漏斗将任一份试样徐徐装填入试筒，并注意使颗粒分离程度最小（装

填量宜使振毕密实后的试样等于或略低于筒高的1/3）；抹平试样表面。然后可用橡皮锤或者类似物敲击几次试筒壁，使试料下沉。

4.1.3放置合适的加重底板于试样表面上，轻轻转动几下，使加重底板与试样表面密合一

致。卸下加重底板把手。

4.1.4将试筒固定于振动台面上，装上套筒，并与试筒紧密固定。将合适的加重块置于加

重底板上，其上部尽量不与套筒内壁接触。

4.1.5设定振动台在振动频率50Hz下的垂直振动双振幅为0.5mm；或在振动频率60Hz下

的垂直振动双振幅为0.35mm。振动试筒及试样等，在50Hz下振动10min；在60Hz 下振动8min；振毕卸去加重块及加重底板。

4.1.6按本细则

4.1.7卸去套筒，然后检查加重底板是否与试样表面密合一致，即按压加重底板边缘，看

其是否翘起，若翘起则宜在试验报告中注明。

4.1.8将百分表架支杆插入每个试筒导向瓦套孔中；刷净试筒顶沿面上及加重底板上位于

试筒导向瓦两侧测量位置所积落的细粒土，并尽量避免将这些细粒土刷进试筒内。

然后分别测读并记录试筒导向瓦每侧试筒顶沿面（中心线处）各三个百分表读数，

）；再从加重底板上测读并记录出相应共12个读数（其平均值即为百分表初读数R

i

读数（其平均值即为百分表终读数R

）。

f

4.1.9卸去加重底板，并从振动台面上卸下试筒。在此过程中，尽可能避免加重底板上及

试筒沿面上落积的细粒土进入试筒里。如这些细粒土质量超过试样总质量的0.2%，应测定其质量并注明于试验报告中。

在合适的台秤上测定并记录试筒及试样总质量，扣除空试筒质量即为试样质量，或仔细将试筒里试样全部倒入已知质量的盘中称量。计算最大干密度ρdmax。

4.2湿土法

4.2.1按湿法试验时，可对烘干试料加足量水，或用现场湿土料进行。拌匀试料颗粒级配

及含水率（使颗粒分离程度尽可能小），然后大致分成三份。如果向干料中加水，则需最小饱和时间约1/2h；加水量宜加到足够份量，即在拌和盘中无自由水滞积，且在振密过程中基本保持饱和状态。

注：对于估算向烘干试料中的加水量，起初可尝试每4.5Kg试料约加1000mL的水量，或按下式估算：

式中：

M——加水量，g；

W

M——试样质量，g；

S

ρ——水的密度，1000kg/m3；

w

ρ——由起初振密结果所估算的干密度，kg/m3；

d

Gs——土粒比重。

4.2.2装试筒于振动台上。启动振动台，用小铲或勺将任一份湿料徐徐装填入试筒（装填

料宜使振毕试样等于或略低于筒高的1/3）。每次添加试料后，宜察看试样表面是否滞积有少量自由水。若无，可用海棉蘸水挤入，、小器皿注入或其它工具加入足量水。

在此过程中，振动台的振幅或振动频率或这两者须随时调节，以阻止试样颗粒过分沸动或松散。大致振动2-3min后，宜用尽可能不带走土粒的办法吸去试样表面的所有自由水。

4.2.3按本细则