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土力学与地基基础——第2章 土的物理性质及工程分类精选.ppt

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§2.8 土的压实性 土的压实:指通过夯打、振动、碾压等,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 压实性:指土在一定压实能量作用下密度增长的特性 研究压实性的目的: 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 土的压实性 * 一、土的压实原理 土的压实效果与压实时的含水量有关。含水量很小时,无论怎样夯实或碾压,都不会密实;随着含水量增加,压实效果明显增大;当含水量超过某一限值时,随着含水量增加,压实效果反而降低;当含水量远超该限值时,填土夯击时,很快接近饱和,再夯击,则变成橡皮土,此时夯击功只能使土变形,不能使土密实。 最优含水量:对特定的土在一定的压实能量下使土最容易压实,并能达到最大密实度时的含水量 最优含水量和最大干密度的测定:室内击实试验 * 室内击实试验 试验设备:击实筒V=947.4cm3;击实锤w=25牛顿 试验条件:土样分层n=3层;落高d=30.5cm; 击数N=25/层 击实能量 试验方法:对某一含水量W的土,分三层压实; 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 土 * 0 4 8 12 16 20 24 28 含水量w(%) 2.0 1.8 1.6 1.4 干密度?d(g/cm3) 饱和曲线 ?dmax wop 击实曲线 具有峰值 最大干密度?dmax 最优含水量Wop 位于饱和曲线之下 饱和曲线:某一含水量下气体体积等于零(即饱和度Sr=100%)的等值线 * 分析击实曲线1: WWop时,随W↑,ρd ↑ W=Wop时, ρd =ρdmax WWop时, 随W↑,ρd ↓ 0 4 8 12 16 20 24 28 含水量w(%) 2.0 1.8 1.6 1.4 干密度?d(g/cm3) 饱和曲线 ?dmax Wop ① ② 击实曲线上相应于干密度峰值(即最大干密度) ρdmax的含水量Wop,称为最优含水量 * 含水量?Wop:W越小,理论曲线2越高于试验曲线1。此时土中水分少,颗粒表面水膜很薄,水膜之间粘滞阻力大,相对移动困难,不容易夯实;并且空气在土空隙中不可能完全排除,亦即Sr100%,实际干密度远小于理论值 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;水的相对含量增加,实际干密度与理论值比较接近,但因为土中出现了自由水,在击实的短时间内,孔隙中自由水无法立即排除,阻止土粒靠拢,击实效果下降。 比较击实曲线1及理论饱和曲线2: 0 4 8 12 16 20 24 28 含水量w(%) 2.0 1.8 1.6 1.4 干密度?d(g/cm3) 饱和曲线 ?dmax Wop ① ② 只有具有最优含水量的土,击实效果最好! * 对于同一种土,最优含水量和最大干密度并不恒定,而随压实功变化,压实功愈大,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线 二、影响压实效果的因素 压实功 含水量 铺土厚度 粒径级配 0 4 8 12 16 20 24 28 含水量w(%) 1.9 1.7 1.5 1.3 干密度?d(g/cm3) 饱和曲线 N=36 N=29 N=25 N=18 * 填土具有最优含水量时压实效果最佳 一般情况下:黏性土:Wop=wp+2 粉土:Wop≈14%~18% 压实功 含水量 铺土厚度 粒径级配 * 土在压实功作用下,应力随深度增加而减小 铺土厚度应小于压实机械压土时的作用深度 最优铺土厚度:使填土压实而机械功耗费最小。铺得过厚,要压很多遍才能达到规定密实度;铺得过薄,则增加机械的总压实遍数。 压实功 含水量 铺土厚度 粒径级配 * 级配良好 易压实 级配不良 不易压实 压实功 含水量 铺土厚度 粒径级配 * 工程上常采用压实系数λc,作为填土压密程度控制的标准: 三、压实填土质量指标 结构类型 填土部位 压实系数 控制含水量/% 砌体承重结构和框架结构 在地基主要受力层范围内 ≥0.97 Wop±2 在地基主要受力层范围以下 ≥0.95 简支结构和排架结构 在地
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