含水率对压实黄土变形和强度的影响
影响土工击实试验的几个关键因素探讨
影响土工击实试验的几个关键因素探讨摘要：在实际工程中，经常使用各种类型的土壤作为回填材料，如路桥工程中的筑路、水利工程中的筑坝、机场工程中的飞机跑道、民用建筑中的田径场、基础和基础回填等。
一般来说，项目现场回填材料的获取会受到许多因素的限制，这些因素基本上是从其他施工现场运到施工现场的。
土样的原状性质已被破坏，表现出孔隙增大、均匀性差、压缩模量大、强度和抗剪强度低的特点。
为了满足本工程的最终使用和施工，提高土的力学性能，满足设计指标，一般采用重锤夯实、机械碾压和振动压实等方法对土样进行一定程度的压实，以满足使用要求。
压实试验是通过锤击增加土壤密度。
它随压实作业而变化。
它可以用来评价土样的压实特性，为确定填土工程的干密度和含水量提供依据。
关键词：土工击实试验；关键因素；策略压实度作为衡量现场施工质量的技术指标,在很大程度上会对土基、基层的压实度情况产生直接影响,尤其是刚度、稳定性等方面。
一般来说,压实度除了受到填筑土含水量、土质问题等方面的影响,也受到标准密度等方面的影响。
要求现场技术人员应该严格遵守工程压实度要求,从多个方面针对上述影响因素进行研究与分析,以确保工程现场施工质量有所保障。
目前,像填筑或者加固等现场施工当中,都要求现场技术人员应该针对天然地基问题或者人工填料问题实行压实作业,以确保现场施工质量安全、合理。
1土工标准击实试验理论内容研究严格意义上来看,土主要是由固态、液态以及气态构成的三相体物质。
细化可知,土主要以土颗粒、水以及空气等成分组成。
其中,土质在夯实处理下内部水含量基本不会发生任何改变。
因此,可以说,土质压实过程可以视作排出气体并减少土体体积的过程。
当土含水量超过标准范围时,强加外力反而不会直接作用到土颗粒当中,而是会间接传到土颗粒周围的水分、空气当中。
在此过程中,操作人员即便强加一定程度的夯实作用力,也难以改变土颗粒原本的状态,无法强化密实程度。
相反,如果土颗粒含水量低于标准范围,土颗粒之间会出现明显的粘聚性,无法成型。
黄土地基
4.4黄土地基上路堤填筑4.4.1黄土工程特性1、胀缩性黄土遇水体积膨胀，使其上面的路面隆起，干燥后体积收缩，并使其上面的路面下沉。
如此反复路面形成裂缝及剥落，降低公路使用寿命。
2、崩解性新黄土孔隙较大，岩性疏松，浸入水中后，吸水湿化，很快全部崩解；而老黄土孔隙较小，岩性紧密，则需经一段时间才崩解，红色黄土孔隙很小，岩性紧密，浸水后基本不崩解。
3、孔裂隙性黄土具有很高的空隙度。
黄土中的空隙呈垂直或倾斜的管状，以垂直为主，上下贯通。
4、强度衰减性黄土的强度随含水量的增大而减小。
在天然含水率的情况处于较坚硬的状态，具有一定的强度。
但浸湿后不易干燥，强度急剧下降，过湿则形成弹簧土。
5、湿馅性黄土在外加荷载有土体自重的作用下，受水侵湿后，因土体结构破坏，而发生大量剧烈的附加下沉，即形成湿馅。
6、渗水性因黄土具有胀缩性，多次反复形成裂缝，降水后，水从裂缝中下渗，渗入深度增加；又因黄土具有大孔隙垂直节理等特性，其垂直方向的渗透性较水平方向为大；但粘粒含量较多的黄土成为透水不良或不透水的土层。
4.4.2一般规定1、对强湿陷性、高压缩性、承载力不足或有缺陷的黄土地基，应按设计要求处理后才可填筑路堤。
2、填筑黄土路堤前应将松散的地基表层洒水压实至规定密度，路堤两侧排水沟以内的坑洼和松散地面均应整平碾压密实，不得积水。
3、施工中路基范围黄土地基上不得浸水。
4.4.3 工艺特点1、黄土路堤填筑采用本工艺相对于采用强夯、换填和挤密桩法处理，大大节约成本。
2、采用本工艺施工可以有效地消除黄土的湿陷性。
3、设备主要是常用土石方施工机械，容易租赁，施工简便。
4.4.4适用范围本工艺不但适用于一般黄土路段的施工，对于工程数量较大的湿陷性黄土填筑路段同样适用黄土过干时具有很高的强度，通过填前焖料和控制摊铺时含水量，合理的碾压，迅速封闭等施工工艺，解决黄土透水性差，干燥时坚硬，浸湿后不易干燥，强度急剧下降，过湿时易形成弹簧土，还会产生收缩开裂的现象，从而保证黄土路堤的填筑质量。
土 的 压 实
ρd
无粘性土的击实曲线和粘性
土击实曲线不同，在含水量
较大时得到较高的干密度，
因此在无粘性土实际填筑中，
通常要不断洒水使其在较高
的含水量下压实
0 无粘性土的击实曲线 ω
ρd 级配
好 一般
不好
0
ω
说明：土的级配对土的压实性影响很大。级配良好的土，易于压实，级配 不良的土，不易压实，因为级配良好的土有足够的细粒去充填较粗粒形成 的孔隙，因而能获得较高的干密度
四、路基填料的选择
路基填筑压实质量标准
• 1）巨粒土，级配良好的砾石混合料是较好的路基填料，粗粒土、细粒土中的低液限黏质土都具有较高 的强度和足够的水稳定性，属于较好的路基填料。
• 2）砂土可用作路基填料，但由于没有塑性，受水流冲刷和风蚀易损坏，在使用时可掺入黏性大的土； 轻、重黏土不是理想的路基填料，规范规定：液限大于50、塑性指数大于26的土、含水量超过规定的土， 不得直接作为路堤填料，需要应用时，必须采取满足设计要求的技术措施（例如含水量过大时加以晾 晒），经检查合格后方可使用；粉土必须掺入较好的土体后才能用作路基填料，且在高等级公路中，只 能用于路堤下层（距路槽底0.8m以下）
土§的1压.5实性对工程的意土义的压实性
土的压实性
又称土的击实性，是指采用人工或机械对土施以夯打、振 动、碾压等作用，使土体变得密实、以提高土的强度、减 小土的压缩性和渗透性。
工程意义
稳定性及变形要求 地基处理
研究击实性的目的
以最小的能量消耗获得最大的压实密度
击实方法
室内击实试验 现场试验: 夯打、振动、碾压
• 3）黄土、盐渍土、膨胀土等特殊土体不得已必须用作路基填料时，应严格按其特殊的施工要求进行施 工。淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐殖物质的土不得用作路基填料。
填土含水率对压缩特性的影响试验分析
以 ８ ％～ ｏ Ｏ ９ ％为 大 多数 ， 分 小 于 ７ ％ ． 于 受 含 水 率 的影 部 ０ 由 响 ， 以达 到 相 关 规 范 规 定 的压 实 度 要 求 。压 实 度 越 低 ， 难 竣 工 后 山体 变 形 就 越 大 ．为 了 了解 含水 率 对 填 土 压 实 特性 的
江 苏建 筑
２１ ０ ２年 第 ４期 （ 第 １ ９期 ） 总 ４
填土含水率对压缩特性的影响试验分析
陈春 生 ， 宝 田 ， 威 刘 王
（ 江苏 省地 质 矿产局 第 三地 质大 队 ， 苏镇江 ２ ２ ０ ） 江 １ ０ １
［ 摘 要］ 对镇江市蛋山堆山工程填土进行力学试验， 了 得到 压实填土孔隙比和含水率的关系。当含水率高于最优含水率
究 和 分 析 填 土 的 力 学性 质 具 有 较 大 的 工 程 意 义 【 土 的 含
水 率 对 土 的力 学 特 性 影 响 很 大 ． 填 土 而 言 。 般 认 为填 土 对 一
的 含 水 率 接 近 最 优 含水 率 时 填 土 最 易 被 压 实 ．但 在 工 程 中
要 使 填 土 的含 水 率 准确 达 到 最 优 含 水 率 则 比较 困难 ．故 填
Ｃ ＨＥ Ｃ ｕ － ｈ ｎ Ｌ Ｕ Ｂａ － ｉ ｎ Ｗ ＡＮＧ Ｗ ｅ Ｎ ｈ ｎ ｓ ｅ ｇ Ｉ ｏ ｔ ａ ｉ
（ｈ ｒ ｅｌ ｉａ Ｂ ｉ ｄ ｆ ｉｎｓ ｅｌ ｙ＆ Ｍｉｅ ｌ ｘ ｌ ａｉ ｕｅｕ Ｚ ｅｊ ｎ ａ ｇｕ２ ２０ ｈ ａ） Ｔ ｅ３ｄＧ ｏ ｇｃｌ ｒ ａ ｅｏ ａｇｕＧ ｏ ｇ ｏ ｇ Ｊ ｏ ｎ ｒ ｐｏ ｔ ｎＢ ｒａ ， ｈｎｉ ｇ ｉｎｓ １０ １ ｉ ａＥ ｒ ｏ ａ Ｊ Ｃ ｎ
击实试验中土的液塑限及含水率关系探讨
击实试验中土的液塑限及含水率关系探讨江燕芳【摘要】摘要：为了探析击实试验中土的液限、塑限和含水率之间的关系，对试验进行深入阐述。
【期刊名称】建材与装饰【年(卷),期】2016(000)008【总页数】3【关键词】击实；试验；液塑限；最优含水率；探讨1 引言回填土在工程建设中，经常会遇到回填土压实的问题，例如修筑道路、堤坝、飞机厂、运动场、挡土墙、埋设管道、建筑物地基的回填等。
工程实践中较为普遍的采用粘性土回填。
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，在击实试验的过程中，影响土的最优含水率和最大干密度，以此思路进行了以下研究。
2 液限、塑限试验概述粘性土由于含水量不同，分别处于流动状态、可塑状态、半固体状态和固体状态，液限是指粘性土流动状态与可塑状态之间的界限含水量（也称为塑性上限）；塑限是指粘性土呈可塑状态与半固体状态之间的界限含水量（也称塑性下限）；塑性指数是指液限与塑限之差，塑性指数愈大则表示土的可塑性愈强，其压缩性也愈大，透水性则降低。
工程上常用塑性指数对粘性土分类和定名。
含水率的不同而发生状态的变化，力学性质也会随着发生变化，液、塑限是粘性土必测项目，液、塑限的大小反映了土的工程性质。
对工程来说，土的液、塑限数据有着比较重要的作用，液限与塑限之差为塑性指数，表示了粘性土呈可塑状态的含水率的变化范围。
塑性指数是划分土的类别及评价工程性质的重要性，反映出土的某些物理力学特征，液性指数IL的大小，把粘性土划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑五个状态。
实验步骤：2.1 备样（1）当采用天然含水率土样时，取代表性土样250g；采用风干试样时，取0.5mm筛下的代表性土样200g，将试样放在橡皮板上将土样调成均匀膏状，放入调土皿，浸润过夜。
（2）用调土刀将调拌均匀的土样分层装入试杯中并注意土中不能留有空隙装满试杯刮去余土使与杯口齐平。
刮平时以一次刮平为宜不得用刀在土面上反复涂抹。
水泥黄土的工程特性探讨
足 够的水使试样在饱水 的状态下养 护。
表 １ 试 验 用 土 的 物 理 性 质 指 标
优含水量 时 ， 其强 度 增长 减缓 的趋势 尤为 明 显。但从 总 体上 来 讲， 水泥黄土在最优含水量情况下 ， 水泥黄 土的强度 最大 ， 受含水
塑性指数
ｌ ０
比重
２ ７ ．１
Ｉ
合 料加入不 同质量 的水拌 和均匀 ， 根据 素土击实试 验标 准求得 混 黄 土强 度的影 响不大。而随着 龄期的推移 ， 在最优 含水量 条件下
无论是 增大还 合 料的最优含水 率 。制备 最优 含水 率 的混 合料 ， 按标 准击 实 。 的水泥 黄土其 强度增 长的越大。偏 离最优 含水量 ， 并 其强度增长速度均有 所放缓 。而在 含水量 大于最 按水养 法将试样用滤纸包好 ， 放人塑料桶 中， 围填 充细砂 ， 入 是减小含水量 ， 周 加
土在加 固软弱黄土地基 、 路基 ห้องสมุดไป่ตู้ 岸坡 等方 面有着广泛 的应 用 ， 对 但 其 工程性质 ， 如掺合 比与水泥黄土最优 含水量 和最大 干密度 的关
系， 以及水 泥黄土强度 与含 水量 的关 系等 问题 尚有待 深入 研究 。
ｎ 暑
静 Ｈ ＿
＋
— —
ａ ＝１ ％ ， ２
▲ 一 ＝１ ％ ５ ａ＝ ０ ． ２ ％
图 ２ 不 同含水量的水泥黄土的强度 （ ２ ％ ） 口＝０
含水率， ％
图 １ 最优含水量 曲线 表 ２ 水泥掺入 比与最优含水■和最大干密度
水泥掺入 比 ０ ％ ／
１ ２
ｌ ５
Ｂ ｄ
１ 试验 内容 和 方法
本次试验用 的黄土取 自咸 阳市彬 县基坑 ， 深度约 ７ｍ～１ ０ｍ， 其 物理指标见表 １ 。掺入水泥选用普通 ４ ５号硅 酸盐水泥 。制 备 ２
含水率和压实度对路基填土力学特性的影响
含水率和压实度对路基填土力学特性的影响袁俊平;詹斌;陈胜超;李康波【期刊名称】《水利与建筑工程学报》【年(卷),期】2013(011)002【摘要】路基填土的强度特性和压缩特性直接关系到路基的长期稳定性.为研究含水率和压实度对路基填土的力学特性的影响,对某路基填土进行了直剪和压缩试验,得到了不同初始含水率和压实度下土体的抗剪强度指标和压缩特性指标,讨论了粘聚力、内摩擦角和压缩系数随含水率和压实度的变化规律,并从水分变化和土体结构差异的角度分析了其影响机理.结果表明:相同含水率下,粘聚力随压实度的增大而增大；相同压实度下,粘聚力在最优含水率ωop附近有峰值,当ω＞ωop时,粘聚力急剧减小.相同含水率下,内摩擦(ゐ)随压实度的增大而增大；ω＜ωop时,(ゐ)随压实度的变化率较小,反之则较大.路基填土的压缩系数随压实度的增大而减小,随含水率的增大而增大.【总页数】5页(P98-102)【作者】袁俊平;詹斌;陈胜超;李康波【作者单位】河海大学岩土工程研究所,江苏南京210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098;河海大学岩土工程研究所,江苏南京210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098;河海大学岩土工程研究所,江苏南京210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098;河海大学岩土工程研究所,江苏南京210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】U213.1【相关文献】1.基于最小二乘法的路基填土压实度控制方法 [J], 范长友2.秦沈客运专线路基填土压实度质量检测方法浅谈 [J], 裴立军3.探讨路基填土CBR值与压实度、浸水时间的关系 [J], 张新财4.含水率及压实度对低液限粉土力学特性影响的试验研究 [J], 封喜波5.含水率及压实度对压实黄土状粉土力学特性的影响 [J], 董山;王宏宇;李婕;马富丽;白晓红因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
黄土的工程特性
黄土的酸碱特征
• 黄土的酸碱特征以水土比为1:5的悬液PH值表示， PH值取决于粘粒所吸附的离子类型和黄土所含的 可溶盐成分。黄土的PH值在6.0-9.2之间，平均7.8， 大多数在7.5以下，一般干旱地区PH值大，湿润地 区PH值小。 PH值高的湿陷性强。
离子交换
黏土矿物和有机质是黄土中胶体颗粒的组成部分， 胶体物质都有离子交换的特征，胶体表面吸附着一 定量的阳离子，由于胶粒表面电荷不平衡便引起交 换现象。 黄土中的阳离子交换量随矿物类型、含量和有机 物含量不同而不同，交换量定义为介质PH值等于7 时，每100g土样中所吸附阳离子的当量数。黄土的 阳离子交换量为8.1-27.61毫克当量每100g土，主要 矿物为伊利石。
有机质
黄土中有机质含量在0.02-2%之间，平均0.64%， 在各级粒组中的含量随粒径减小而增多。有机物持 水性强，表面能大，常能于二价钙离子结合而产生 凝聚现象，多凝聚在大孔壁上，也有分散于粘粒中， 当呈分散分布时，则成为土中的胶结成分，受水浸 湿时会吸收大量水分而崩解。
黄土的力学性质
• 湿陷性黄土的力学性质包括： 压缩性 湿陷性 抗剪强度 透水性
s
非湿陷性黄土
轻微湿陷性黄土 中等湿陷性黄土
强湿陷性黄土
• 黄土的性质 物理性质
化学性质
力学性质
黄土由固、液、气三相组成，由以下指表示黄土的物理性质： 颗粒组成，土粒比重，含水量，重度，孔隙比，饱和度，液限， 塑性指数 1、颗粒组成：以粉粒为主，细粉粒（0.005~0.01mm）占7~9%， 粗粉粒（0.01~0.05mm）占45~65%。 2、土的比重和天然重度
黄土 的工程特性
（特殊性土的工程地质特征） 基础工程
摘要
• • • • • 一、黄土的概念 二、黄土的特性 三、黄土的成因及分类 四、黄土的湿陷性判别 五、湿陷性黄土的性质 物理性质 化学性质 力学性质
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19． 386
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浸水 17． 992
得
δs
=
hp
－ hp' h0
=
hp
－［hw1
－
k（ hw1 h0
－
hwp）
］ 。
其中，k
=
hw1 hw1
－ h2 － hw2
，可以作为判别试验结果是否可以采用的指
如表 4 中所示，k = 0． 847 在 1． 0 ± 0． 2 的区间，数据可用。
黄土地区的工程 建 设，尤 其 是 公 路 渠 堤 的 修 筑，本 着 因 地 制 宜 的 原则，常就地取材，将黄土压实后作为填料［1，2］。黄土性质特殊， 经过压实重塑，其原有结构遭到一定程度的改变［3，4］，因此，关于 黄土压实后工程性质的探讨研究，对工程建设具有非常重要的指 导作用。
本文以长临高速路上某区段黄土状填土为研究对象，通过室 内击实试验、压缩 试 验、直 剪 试 验，研 究 在 不 同 击 实 能 量 作 用 下， 击实含水率对压实后黄土工程性质的影响。
中国建筑工业出版社，2010．
Improve the double-line method of loess collapsibility test success rate
GAO Hui-jun （ The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation，Tianjin 300251，China） Abstract： For the problems of the low success rate of loess collapsibility test by double-line method on railway project，taken from the whole study of the test and offered improvements，include the sample transport，sample preparation，instrument calibration，test procedures and data acquisition and processing，and succeeded in raising the success rate of loess test． Key words： loess collapsibility，double-line method，success rate of loess test，influencing factors
1 击实试验
易立即排出，这会影响土粒的靠拢，同时无法排出的气体以封闭气
櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
hw1 － h2 = hw1 － hp ' = k。 hw1 － h2 hw1 － hwp 则 hp ' = hw1 － k（ hw1 － hwp ） 。
标，其范围宜为 1． 0 ± 0． 2，如超出此限，则应重新进行试验。 以呼准鄂铁路线 DK155 + 320 处，深度 1． 8 m，ω = 4． 9% ，ρ =
1． 45 g / cm3 的试样为例，试验结果修正见表 4。
h0
A
hw1
A1
hp
h′p
hwp h2 hw2
B C
B1
B2 C1 C2
h
3 结语
为提高双线法黄土湿陷性试验的成功率，试验尽量在野外现 场试验室完成，或 制 作 带 内 隔 的 木 箱 进 行 保 温 、保 湿、减 震 运 输。 制备试件要遵照“一看，二摸，三动手”方法，减少试件间的密度超 差率，试件注意保湿，压缩试验记录表格填写完整，方便后续试验 进行。修订固结仪器校验周期，改为分别在 15 ℃ ～ 20 ℃ ，20 ℃ ～ 25 ℃ ，25 ℃ ～ 30 ℃ 环境下校验，且试验是记录每级温度。野外现 场试验室必须配备发电机或人工读书进行试验，数据采集系统每 年要进行 2 次 ～ 3 次期间核查，试验结果要进行修正。 参考文献： ［1］ TB 10014-98，铁路工程地质钻探规程［S］． ［2］ TB 10102-2010，铁路工程土工试验规程［S］． ［3］ GB / T 50123-1999，土工试验方法标准［S］． ［4］ GB 50025-2004，湿陷性黄土地区建筑规范［S］． ［5］ 《工程地质手册》编写组． 工程地质手册［M］． 第 4 版． 北京：
第 38 卷 第 31 期
·98· 2 0 1 2 年 1 1 月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol． 38 号： 1009-6825（ 2012） 31-0098-03
含水率对压实黄土变形和强度的影响研究
胡鹏
（ 太原理工大学，山西 太原 030024）
摘 要： 以长临高速路某一区段的压实黄土为材料，进行了不同能量下的击实试验，设计了在不同含水量下压实黄土的固结试验
和剪切试验，并获得了相应的规律，通过试验证明含水率是影响压实黄土工程性质的重要因素。
关键词： 压实黄土，击实含水率，压缩性，抗剪强度
中图分类号： TU444
文献标识码： A
随着中西部发展进程的加快，建设用地紧张问题日益凸显。 1． 1 击实机理
p2
p2
p
图 4 试件高度与压力关系曲线
表 4 双线法试验计算修正表
p / kPa hp / mm hwp / mm
hp' δs
50
100
150
200
19． 878
19． 751
19． 678
19． 606
19． 386
18． 499
18． 060
17． 740
k = （19． 386 － 17． 992） ÷ （19． 386 － 17． 740） = 0． 847
一般认为，在黏性 土 中 含 水 率 较 低 时，由 于 土 粒 表 面 的 结 合 水膜较薄，土粒间距较小，粒间电作用力以引力为主，土粒的相对 位移阻力较大，在击实能的作用下，较难克服这种阻力，因此压实 效果较差。随土中 含 水 率 的 增 加，结 合 水 膜 增 厚，土 粒 间 距 也 增 大，斥力增大而引 力 相 对 减 小，压 实 能 较 易 克 服 粒 间 引 力 使 土 粒 相互位移，趋于密实，压实效果好，这时土体所对应的干密度为最 大干密度，含水率 为 最 优 含 水 率。但 当 土 中 含 水 率 继 续 增 大，虽 粒间引力减小，但 土 中 出 现 自 由 水，击 实 时 孔 隙 中 过 多 的 水 分 不