擊實試驗試樣備制方法有哪些

A. 土工CBR的試驗步驟有哪些

一、CBR值的相關介紹

1.1、承載比(CBR)又稱加州承載比，是California Bearing Ratio的縮寫，由美國加利福尼亞公路局首先提出來，用於評定路基土和路面材料的強度指標。在國外多採用CBR作為路面材料和路基土的設計參數。我國以前路基路面的設計規范中，對路面、路基的設計參數主要採用回彈模量指標，近年來，參考了國內外的實際情況，將CBR指標列入《公路路基設計規范》和《公路路基施工技術規范》，作為路基填料選擇的依據。因此CBR值的確定對於公路工程的路基路面設計及施工都有著非常重要的意義。

1.2、CBR定義所謂CBR值就是試料貫入量達到2.5mm或5mm時的單位壓力與標准碎石壓入相同貫入量時的標准荷載(7MPa或l0.5MPa)的比值，用百分數來表示。

1.3、目的和適用范圍

確定材料是否適宜做基層或底基層，本法只適用於在規定的試筒內製件後，對各種土和路面基層、底基層材料進行承載比試驗。

試件的最大粒徑宜控制在20mm以內，最大不得超過40mm（圓孔篩）。

1.4、 室內CBR值試驗原理試驗時,按路基施工時的最佳含水量及壓實度要求在試筒內制備試件。為了模擬材料在使用過程中的最不利狀態，載入前飽水四晝夜。在浸水過程中及貫入試驗時，在試件頂面施加荷載板。以模擬路面結構對土基的附加應力。需要注意的是，貫入試驗中，材料的承載能力越高，對其壓入一定貫入深度所需施加的荷載越大。

二、CBR值試驗步驟及注意事項

2.1、備料，試驗採用風干試料，按四分法取樣，一次備足擊實CBR試驗所需試樣；

試樣的製取應有代表性並盡量與施工實際相符《公路土工試驗規程》中的「承載比(CBR)試驗規定：「試樣的最大粒徑宜控制在20mm以內．最大不得超過40mm」。而又有以下規定：「將具有代表性的風干試料用木碾搗碎．但應盡量注意不使土或粒料的單個顆粒破碎。土團均應搗碎到通過5mm的篩孔」。對於以上的這些規定，容易讓人混淆：既然要過5mm的篩孔，何必要規定宜控制在20mm以內，最大不得超過40mm呢?實際工作中，到底應過怎樣的篩才能保證試樣的代表性呢?

視材料的具體情況而定。首要一點是，不使土的單個顆粒破碎。對於細粒土，應按要求過5mm的篩孔，這樣就會使土在取樣拌和時更加均勻。而對於一些含有較大尺寸的土或粒料就要過40mm的篩．超尺寸部分大於5％則進行結果修正。CBR試驗規程中雖然允許20mm～40mm直徑的土顆粒存在，但這種尺寸的土顆粒會對貫入試驗的結果有一定的影響。因此，建議如果試樣中25mm～38mm直徑的土顆粒總量在5％以下時，應將其剔除。這樣既考慮了土顆粒對貫入試驗的影響，又能保證試驗與施工實際相一致．擊實試驗與CBR試驗試樣的製取也比較統。

土樣制備中應注意：a、用最佳含水量進行CBR土樣制備時，最好用干土法，因為濕土法也要先風干土，再取樣測定土的天然含水量，這樣相對干土法的制備多了一步工序，在一定程度上增加了人為誤差。b、如果試驗室沒有控制濕度和溫度的條件,要視室內的空氣濕度和溫度的情況，如果在溫度很高或者是空氣很乾燥的情況下，應在悶料的場地周圍進行灑水降溫和增加空氣濕度，最好不要開風扇。c、悶料前應將悶土的工具先潤濕，避免工具在拌土的過程中帶走應加的水分，但應掌握好潤濕工具的程度，既不能太濕也不能太干，拌和時最好用噴霧灑水器，使水分均勻地噴灑在土的表面(對於粘性土尤為重要)，從而保證所拌和的土樣水分均勻且不成團。同時應掌握好拌和時問，並注意切勿使水分在拌和的過程中散失，確保同組試件含水量的偏差在允許的范圍內。

2.2、通過擊實試驗，求解試料的最大幹密度和最佳含水量；

擊實試驗原理：通過人工或機械對土施加夯壓能量，使土顆粒重新排列緊密，對於粗粒土，增強了表面摩擦力和嵌擠咬合力，對細粒土，增強顆粒間分子引力，從而在短時間內得到新的結構強度。

擊實試驗方法：①試樣制備分干法和濕法兩面種，對一般土，干法制樣和濕法制樣所得擊實結果有一定差異，對於具體試驗應根據工程性質選擇制備方法。a、干法制樣：將代表性土樣風干或低於50℃溫度下烘乾，放在橡皮板上用木碾碾散（應盡量注意不使土或粒料的單個顆粒破碎，改變土的性質），過篩拌勻備用。測定土樣風干含水量W0,按土的塑限估計最佳含水量，並依次按相差2%的含水量制備一組試樣（不小於5個），其中有兩個大於和兩個小於最佳含水量。將稱好的m0質量的土平鋪於不吸水的平板上，用噴水設備往土樣上均勻噴灑預定mw的水量，靜置一般時間後，裝入塑料袋內靜置備用。靜置時間對高液限粘土不得少於24h，對低液限粘土不得小於12h。b、濕法制樣：對天然含水量的土樣過篩，並分別風干到所需的幾組不同含水量備用。②試樣擊實：將擊實筒放在堅硬的地面上，取制備好的土樣按所選擊實方法分3或5次倒入筒內。每層按規定的擊實次數進行擊實，注意每層之間的拉毛，要求擊實後余土高度不超過筒頂面5mm-6mm。用修土刀齊筒頂削平試樣，稱筒和擊實樣土重後用推土器推出筒內試樣，測定擊實試樣的含水量和推算擊實後土樣的濕密度。依次重復上述過程將所備不同預定含水量的土樣擊完。③結果整理：按下試計算擊實後各點的干密度Pd ; Pd=P/1+0.01w

規范上面有一句話，根據工程要求，選擇輕型或重型試驗方法。明確，我們目前高速公路、1、2級公路都是用重型擊實，3、4級根據情況選擇輕型擊實法。

做好擊實試驗是CBR試驗中非常關鍵的一步准確地求出土的最大幹密度和最佳含水量是做CBR試驗的前提和基礎，也是整個試驗中非常關鍵的一步。一旦擊實試驗的結果出現較大誤差，將直接影響CBR試驗結果的准確性，更甚則會導致CBR試驗無法進行。在我們的委託試驗過程中發現，由某施工單位自行提供的擊實結果來進行CBR試驗，當我們試驗室根據其提供的最佳含水量悶料後，憑經驗發現土的含水量狀態與最佳含水量狀態有較大偏差。而且在試件成型時，採用96％的壓實度，又出現壓實非常困難的情況。對於正常的試驗來說是很少出現這種情況的，這已經在一定程度上證明了該單位提供的最佳含水量結果存在較大誤差。結果，在試件浸水1d後就發現測量膨脹量的百分表已經被土體的膨脹力頂過了極限，CBR值也相當低，僅為3.5％。該種情況的土水穩性太差，是不能用作路基填料的。施工單位應根據試驗結果換土。但事實上,該土的CBR試驗結果完全是由於擊實試驗的結果不準確而導致的，所以在進行擊實試驗時一定要格外注意。

2.3、按擊實所得最佳含水量制備CBR試件;

a）稱量試筒本身質量（m1），將試筒固定在底板上，放入墊塊、濾紙，安上套環。

b）將試料按規定的層數和每層擊數擊實，求試料的最大幹密度和最佳含水量。

c）將其餘3份試料按最佳含水量制備三個試件。

試料加水浸潤時間，重粘土不少於24h，輕粘土12h，砂土1h，天然砂礫2h，取料測定每個試件的含水量。

d）取備好的試料分3-5次倒入筒內（視最大粒徑而定），五層法時每層試樣約900g（細粒土）-1100g（粗粒土）；按三層法，每層試樣1700g左右。（其量應使擊實後試件高出1/3筒高1-2mm）。擊實時錘應自由垂直落下，錘跡均勻分布於試樣表面上。擊實時每層表面應「拉毛」。大試筒擊實後，試樣不宜高出筒高5mm。

e）修平擊實試件，稱取試筒和試樣的質量（m2）。

2.4、試件頂面加承載板浸水四晝夜；試件加了承載板以後試筒的頂面，離水面的高度應保持在大約25mm以上。

泡水測膨脹量步驟：

a）在試件表面放一張好濾紙，安裝多孔板和荷載板，試件放入干水槽中，用拉桿將模具拉緊，安裝百分表，讀取初讀數。

b）向槽內放水，浸沒試件頂部，保持水面在試件頂上約25mm，泡水4晝夜。

c）泡水終了，讀取百分表終讀數，計算膨脹量

d）取出試件，靜置15min排水，卸去附加荷載、多孔板、底板、濾紙，並稱量（m3）。

2.5、做貫入試驗：

a）試件放在路強儀升降台上，使貫入桿與試件頂面全面接觸，放上荷載板。

b）先在貫入桿上施加45N荷載，然後將測力和測變形的百分表的指針調至零點。

c）加荷使貫入桿以1-1.25mm/min的速度壓力試件，記錄測力計內百分表某些整讀數（如20，40，60）時的貫入量，使貫入量為250×10-2mm時有5個以上讀數。總貫入量應超過7mm;

2.6、以單位壓力P（kPa）為橫座標，貫入量L(mm)為縱座標，繪制單位壓力p與貫入量L間的關系曲線，必要時進行原點修正；

原點修正的問題 CBR圖規定以單位壓力助橫坐標，貫人量為縱坐標，繪制P-L關系曲線。當貫人曲線起點處的凹向與主體曲線相反時要進行修正，修正的方法是在變曲率點引一切線與縱坐標交於O/點，並以O/為坐標系的原點。要注意的是，原點改變以後，單位壓力應平移到新原點(如圖1所示)，壓力應隨著平移後的原點變化。引入excel表

2.7、從P—L關系曲線上讀取貫人量為2.5mm及 5mm時的單位壓力P2.5 (MPa)、P5(MPa)，則 CBR 2.5= P2.5／7*100％, CBR5= P5／105*100％ ,一般採用CBR 2.5 值作為材料承載比，如CBR5 > CBR 2.5，則試驗重做；如果結果仍然如此，則採用 CBR5 值作為材料承載比。

如根據3個平行試驗結果計算得到的承載比變異系數大於12%，則去掉一個偏離大的值，取其餘2個結果平均值;如Cv小於12%,且3個平行試驗結果計算的干密度偏差小於0.03g/cm3，取3個結果平均值;如3個平行試驗結果計算的干密度偏差超過0.03g/cm3，則去掉1個偏離大的值，取其餘2個結果的平均值。

三、結果整理3.1、以單位壓力（p）為橫坐標，貫入量（l）為縱坐標，繪制p-l關系曲線。3.2、一般採用貫入量為2.5mm時的壓力與標准壓力之比作為材料的承載比（CBR），即：

式中：CBR-承載比（%）P-貫入量為2.5mm時的單位壓力（kPa）同時計算貫入量為5mm時的承載比：

如貫入量為5mm時的承載比大於2.5mm時的承載比，則試驗要重做，如結果仍然如此，則用5mm時的承載比。3.3、試件的濕密度用下式計算：

3.4、試件的干密度用下式計算：3.5、泡水後試件的吸水量按下式計算：

四、精度要求如根據3個平行試驗結果計算得的承載比變異系數Cv大於12%，則去掉一個偏離大的值，取其餘2個結果的平均值。如Cv小於12%，且3個平行試驗結果計算的干密度偏差小於0.03 g/cm3，則取3個結果的平均值。如3個試驗結果計算的干密度偏差超過0.03 g/cm3，則去掉一個偏離大的值，取其2個結果的平均值。

五、報告5.1、材料的顆粒組成，最佳含水量（%）和最大幹密度（g/cm3）。5.2、材料的承載比（%），承載比小於100%，准確到5%；承載比大於100%，准確到10%。5.3、材料的膨脹量（%）。

六、試驗過程中的相關問題

6.1、土工試驗CBR泡水試驗中膨脹量、吸水量、干密度三者是關系是什麼？

膨脹量越大,吸水量越大，干密度越小

6.2、規范上面推薦30、50、98擊，在實際工作中需要根據土質和公路壓實度要求確定我們的擊實數。98擊達到100%必須有，其他兩個根據壓實度需要調整。

6.2、一條公路的上基層要求達到的壓實度為94%，CBR大於等於8% 對當地土體做了CBR試驗，數據如下 擊實次數 30 50 98 干密度 1.78 1.91 2.06 CBR 2.2 4.1 9.4 求此土是否可以用於上基層？

由擊實次數為98次（30次、50次、98次均應作3組）可知此土的最大幹密度為2.06（單位略）當壓實度K=94%時可求得所對應的干密度ρ=0.94*2.06=1.93從上表由內插法可求得當ρ=1.93時所對應的CBR=4.8%<8%所以當路基壓實度K=94%時,此土不可用於上基層。

B. 擊實試驗的方法

擊實實驗是在實驗室進行擊實試驗研究土壓實性質的基本方法，分為輕型和重型兩種。試驗時，先將土樣烘乾，碾碎，過篩後摻入一定量的水成為擾動土樣。將含水量為一定值的擾動土樣分層裝入擊實筒中，每鋪一層厚，均用擊錘按規定的落距和擊數錘擊土樣，直到被擊實的土樣充滿擊實筒。

C. 最優含水量的擊實試驗方法：

(1)用干法或濕法制備一組不同含水量(相差約2%)的試樣(不少於5個)。
(2)取制備好的土樣按所選擊實方法分3次或5次倒人擊實筒，每層按規定的擊實次數進行擊實，要求擊完後余土高度不超過試筒頂面5mm。修平稱量後用推土器推出筒內試樣，測定擊實試樣的含水量和測算擊實後土樣的濕密度。其餘土樣按相同方法進行試驗。
(3)計算各試樣干密度，以干密度為縱坐標，含水量為橫坐標繪制曲線，曲線上峰值點的縱、橫坐標分別為最大幹密度和最佳含水量。
(4)當試樣中有大於25mm(小筒)或大於38mm(大筒)顆粒時，應先取出大於25mm或大於38mm顆粒，求得其百分率(要求不得大於30%)，對剩餘試樣進行擊實試驗，再利用修正公式對最大幹密度和最佳含水量進行修正。

D. 土的cbr試驗承載比小於100，相對偏差不大於多少

一、土的cbr試驗承載比小於 100,相對偏差不大於5%；承載比大於 100,相對偏差 不大於 10%。

二、土樣制備中應注意：

1、用最佳含水量進行CBR土樣制備時，最好用干土法，因為濕土法也要先風干土，再取樣測定土的天然含水量，這樣相對干土法的制備多了一步工序，在一定程度上增加了人為誤差。

2、如果試驗室沒有控制濕度和溫度的條件,要視室內的空氣濕度和溫度的情況，如果在溫度很高或者是空氣很乾燥的情況下，應在悶料的場地周圍進行灑水降溫和增加空氣濕度，最好不要開風扇。

3、悶料前應將悶土的工具先潤濕，避免工具在拌土的過程中帶走應加的水分，但應掌握好潤濕工具的程度，既不能太濕也不能太干，拌和時最好用噴霧灑水器，使水分均勻地噴灑在土的表面(對於粘性土尤為重要)，從而保證所拌和的土樣水分均勻且不成團。

4、同時應掌握好拌和時問，並注意切勿使水分在拌和的過程中散失，確保同組試件含水量的偏差在允許的范圍內。

(4)擊實試驗試樣備制方法有哪些擴展閱讀：

一、精度要求：

1、如根據3個平行試驗結果計算得的承載比變異系數Cv大於12%，則去掉一個偏離大的值，取其餘2個結果的平均值。

2、如Cv小於12%，且3個平行試驗結果計算的干密度偏差小於0.03?g/cm3，則取3個結果的平均值。

3、如3個試驗結果計算的干密度偏差超過0.03?g/cm3，則去掉一個偏離大的值，取其2個結果的平均值。

二、報告：

1、材料的顆粒組成，最佳含水量（%）和最大幹密度（g/cm3）。

2、材料的承載比（%），承載比小於100%，准確到5%；承載比大於100%，准確到10%。

3、材料的膨脹量（%）。

E. 在素土擊實試驗中試樣制備分干法和濕法兩種

干法最大密度不小於濕法最大密度

F. 簡述現行公路土工試驗規程的擊實試驗中干土法和濕土法如何制備試樣

干土法：按四分法最少准備5個式樣，分別加入不同水分（按2%—3%含水率遞增），攪拌均勻後悶料一夜備用。
濕土法：對於高含水率土，可省略過篩步驟，用手撿出大於40MM的粗石子即可。保持天然含水率的第一個土樣，可立即用於即使實驗。其餘幾個試樣，將土分成小土塊，分別風干，使含水率2%—3%遞減。

參考JTG E40-2007 《公路土工試驗規程》132頁 3.2 3.3

G. 做擊實試驗所需要的儀器,步驟

本試驗採用輕型擊實法，其擊實功為2687kJ/m3
儀器設備：烘箱、乾燥箱、天平、台秤、篩子、輕型擊實儀、金屬盤、土鏟、噴水設備、碾土器、量筒、頂土器、鋁盒、削土刀、平直尺等 。
試驗步驟 ：
1，選取具有代表性的風干土樣不少於15kg（對於輕型擊實儀，干土法，土樣不重復使用）並測定其風干含水量；
2，按四分法至少准備5個試樣，並根據土的工程性質加入不同的水份（按2%～3%的含水率遞增），將試樣平鋪於不吸水的平板上，按預定含水量用灑水壺噴灑所需的加水量，充分攪和並分別裝入塑料袋中靜置24h備用；
3，按下式計算加水量：
式中： mω—— 土樣所需加水量（g）；
m—— 風干含水量時的土樣質量（g）；
ωh—— 風干含水量（％）；
ω—— 土樣所要求的含水量（％）。
4，將擊實筒放在堅實的地面，裝好護筒，並在擊實筒內塗一薄層潤滑油，將攪和好的試樣分層裝入擊實筒內；對於輕型擊實試驗，分三層，每層2 7擊。擊實時擊錘應自由垂直落下，錘跡必須均勻分布於土樣表面，一層擊好，加下一層土樣時應將接觸面「拉毛」；擊實完成後，超出擊實筒頂的試樣高度應小於5mm；
5，取下導筒，用刀修平超出擊實筒頂部和底部的試樣，擦凈擊實筒外壁，稱擊實筒與試樣的總質量，准確至1g；
6，用頂土器將試樣從擊實筒中推出，從試樣中心處取樣測定土的含水量。
試驗結果處理：
按下式計算擊實後各點的干密度：
式中： ρd—— 土的干密度（g/ cm3）；
ρ—— 土的濕密度（g/ cm3）；
ω—— 土的含水量（％）； 以干密度為縱坐標，含水量為橫坐標，繪制干密度與含水量的關系曲線，曲線上峰值點的縱、橫坐標分別為最大幹密度和最佳含水量。如果曲線不能繪出明顯的峰值點，應進行補點或重做。

H. 回填土擊實試驗和環刀取樣試驗怎麼做具體實施步驟是怎麼樣的

一、擊實試驗

試驗時，將含水量ω為一定值的擾動土樣分層裝入擊實筒中，每鋪一層（共3-5層）後均用擊錘按規定的落距和擊數錘擊土樣，最後被壓實的土樣充滿擊實筒。由擊實筒的體積和筒內被壓實土的總重計算出濕密度ρ，並可計算出干密度ρd，

二、環刀取樣

（1）先在田間選擇挖掘土壤剖面的位置，然後挖掘土壤剖面，按剖面層次，分層采樣，每層重復3次。如只測定耕作層土壤容重，則不必挖土壤剖面。

（2）將環刀托放在已知重量的環刀上，將環刀刃口向下垂直壓入土中，直至環刀筒中充滿樣品為止。環刀壓入時要平穩，用力一致。

（3）用削土刀切開環刀周圍的土壤，取出已裝滿土的環刀，細心削去環刀兩端多餘的土，並擦凈環刀外面的土。環刀兩端立即加蓋，以免水分蒸發。稱重（精確到0.01g）並記錄。

（4）同時在同層采樣處，用鋁盒采樣，測定土壤自然含水量。或者直接從環刀筒中取出樣品，測定土壤含水量。

參考資料來源：

網路-擊實試驗

網路-環刀取樣