粗颗粒土混合料最大干密度及压实度试验研究.pdf

铁道建筑
Railway Engineering
November 2012
文章编号:1003-1995(2012)11-0098-03
粗颗粒士混合料最大干密度及压实度试验研究
杜可耕,李安珍
(中交一公局海威工程建设有限公司,北京101119)
摘要:采取表面振动与振动台两种方法测试粗颗粒混合料最大十密度。试验結米表明,同一种土湿土法
测得的最大千密度明显大于千土法所测的最大千密度,表面振动仪法的振密效果要优于振动台法。通
过高速铁路路基施工现场压实后路基千密度与室内最大干密度测试结果的对比发现,米用表面振动法
测试所得最大千密度可有效地用于高速铁路路基压实度的评价。
关键词:粗颗粒土最大千密度压实振动
中图分类号:U213.157文献标识码:ADOI:10.3969/1j.issn.1003-1995.2012.11.31
目前高速铁路客运专线施工中,路基的刚度及稳
定性是影响行车安全和舒适性的一个重要因素,粗粒1试验方法
土是指砂砾石、砂卵石、石渣、爆破开采的石料等粗颗
首先对现场的粗颗粒土混合料进行土粒分析,然
粒土石混合料,粗颗粒间黏结力小、透水性强,具有良后按照《公路土工试验规程》(JTGE40-2007)中的振
好的工程使用性能,因此粗颗粒土混合料在高速铁路动方法(表面振动仪法与振动台法)进行振动试验,试
路堤填筑中得到广泛的应用。
验仪器如图1所示。
(a)表面振动仪
b)振动台
图1试验仪器
试验过程为
干密度,kg/m2;M,为试样质量,g;p。为水的密度,取
1)按湿法试验时,可对烘干试料加足量水,或用1000kg/m3;G,为土粒相对密度。
现场湿土料进行。拌匀试料(使颗粒级配及含水均
2)将试筒固定于底板上,用小铲或大勺将任一份
匀),然后大致分成3份。如果向干料中加水,则最小湿料徐徐填入试筒(装填量宜使振毕试样等于或略低
饱和时间需1/2h。加水宜加到足够份量,即在拌合盘于筒高的1/3)
中无自由水滞积,且在振密过程中基本保持饱和状态。
3)放下振动器,表面振动仪振动6min,振动台振
对于烘干试料中的加水量,可尝试每4.5kg试料动8min。吊起振动器,吸去试样表面自由水。
约加1000ml的水量,亦或按下式估算
4)重复2)和3)进行第二层、第三层试样振动
M。=M,(p。/p-1/C,)
(1)压实
式中,M。为加水量,g;p。为由起初振密结果所估算的
5)卸去套筒测定振毕试样高度,读数宜从4个不
同点位读取,并精确至0.5mm,取4次读数平均值作
收稿日期:2012-05-01;修回日期:2012-06-30
为试样高度ln。
作者简介:杜可耕(1981-),男,河南南阳人,工程师
6)测定试样含水率,计算最大干密度pam
2012年第11期
粗颗粒上混合料最大干密度及压实度试验研究
7)重复1)至6),直至获得一致的最大干密度
1不同土样級配系数
但须制备足够的代表性试样,不得重复振动压实同
土样编号不均匀系数C。曲率系数C。级配情况填料级别
个试样。
1.6良好A级填料
2最大干密度试验结果与分析
不良B级填料
良好A级填料
2.1土粒级配分析
不良B级填料
对不同的粗颗粒土混合料采用筛分法进行分析,
良好A级填料
结果如图2所示。不同土样级配系数如表1所示。
8不良B级填料
2.1
良好A级填料
?HH
N70中
由表1可以看出,七类土中试样2",4“,6“的级配
60
t?
50
回4叶
组成较差,土样6“为卵石土,其他土样为碎石土。参
30
20
考规范[1-3]并结合工程实际,本文规定:<5mn的
颗粒称为细颗粒,>5m的颗粒称为粗颗粒6。
2.2表面振动仪法、振动台法试验结果与分析
粒径/nm
表面振动仪法和振动台法测得的最大干密度见
图2不同土样的级配曲线
ロ千土法上法
ロ干士法湿土法
2200
120
1900
土样编号
土样编号
(a)表面振动仪法
(a)振动合
图3两种方法测得的最大干密度值
在通常情况下,粗颗粒土混合料结构中粗颗粒通土混合料振动得更加密实。另外水的介入也起到了
过土粘结在一起,其结构强度在很大程度上取决于石定的填充作用,粗颗粒土中的孔隙得到了充分的填充
质骨架的强度绀成因素,即混合科内摩阻力大小,而该从而更加密实,所以湿土法测得的最大干密度明显大
摩阻力又取决于颗粒形状及其表面特性等。6“土样为于干土法
表面光滑的鹅卵石,其形状多为圆形,振动时其表面的
由图4可见,同一种粗颗粒土混合料在相同的条
摩阻力较小,能够更充分地被振动密实,所以其于密度件下,表面振动仪法的压实效果要优于振动台法。这
值较其它几类土大。其余几组为碎石,因此相对于卵说明表面振动仪法要路微优于振动台法,即表面振动
石其最大干密度较小。
(振动自上而下传递)要优于底部振动(振动自下而上
男外级配相近的土样4",5,7最大干密度极为相传递)。另外,表面振动仪法更加便于操作,并且振动
近,这说明级配的组成对粗颗粒土混合料最大干密度机理与现场压实较为相似,因此做粗颗粒土混合料最
的影响极大。11,2“,3°,6四种土样最大干密度值相差大干密度振动试验时,本文推荐使用表面振动仪法
较大,是由于土料的质地有着根本性差异和级配组成图4中干土法与湿土法的试验结果表明,在干土条件
相差较大所致,级配良好土组的最大干密度整休上大下表面振动仪法振实效果更优,这也表明在没有水膜
于级配不良土组的。
润滑的状态下振动台法所提供的振捣力不能对干土提
同时也可以看出,针对同一种土加水后湿土法测供较好的振密作用。
得的最大干密度明显要大于十土法所测的最大干密
度。这是由于水的介入起到了一定润滑,使得土粒之
3粗颗粒土混合料路基压实度确定与分析
间的摩阻力减小,定向运动更为容易,因而使得粗颗粒
下面将现场所测最大干密度与实验室内所测最大