浅谈土击实试验方法的选择和结果分析

【摘要】土的击实试验是了解回填地基土的压实情况，有效地控制工程质量，为工程施工现场碾压提供压实性资料的试验，是确保回填土质量的重要技术指标。本文介绍了可依据工程实际情况或不同施工方法选择不同的击实试验方法，通过对重型击实试验和轻型击实试验的试验结果进行数据分析，提出了土的塑性指数与最大干密度成反比，与最优含水率成正比，质纯的粘土或含砂量少的粘性土的轻型击实试验最优含水率与土的塑限含水率基本相等的规律。

【关键词】重型击实试验；轻型击实试验；最大干密度；最优含水率；压实系数；质量控制。

[Abstract] The soil compaction test is identified the backfill foundation soil compaction， effectively control project quality， to provide rolling compaction test data for the engineering construction site. This paper introduced how to choose a different compaction test method according to demand or different construction methods and the test results of heavy compaction test and the light compaction test are analyzed，and finally the laws were proposed： ①the soil plasticity index is inversely proportional to the maximum dry density， and is proportional with the optimum moisture content； ② the optimum water content of pure clay or soil with few sands is almost equal to the plastic limit moisture content in the light compact test.

[Key words] heavy compaction test； light compaction test； maximum dry density； optimum moisture content； compaction factor； control of mass.

在工程实践中会遇到许多地基土的回填问题，目前人工压实是改善土的工程特性的重要手段之一，目的是提高土的抗剪强度，降低压缩性和渗透性，提高地基土的承载力，以满足工程需要。

为了解回填地基土的压实情况，有效的控制工程质量，满足设计要求，为工程施工现场回填土人工压实提供压实性资料，必须进行土的击实试验。击实试验方法有重型击实和轻型击实试验两种，可根据工程实际情况选择，不同的试验方法结果有比较大的差异，若选择的方法不当，对工程质量有较大的影响，因此正确选择击实试验方法具有重要意义。

1、试验的目的和原理

击实试验是用锤击增加土的密度的一种方法，击实试验的目的是用标准的击实方法测定土的干密度和含水率的关系，从而确定土在该击实功下的最大干密度和最优含水率，压实系数（压实度）是由现场测得的土层干密度与最大干密度的比，可为工程建设及现场回填土提供压实性资料，是压实填土或地基质量控制的重要指标。

我们知道，土是由土颗粒、水和空气组成的，土的压实过程实际上是将土空隙内空气排出，土颗粒和粒组在不排水条件下的重新组构，土体体积减小的过程，要将土压实，必须使其水分降低在饱和状态以下，土的压实程度与含水率、击实功、击实试验方法有很大的关系，当击实功和试验方法相同时，土的干密度与含水率呈抛物线关系（如图1），土的干密度会随着含水率的增加而增加，但干密度达到某一最大值后，含水率的继续增加反而使干密度减少，这一最大值就称为最大干密度，相对应的含水率称为最优含水率。

2、击实试验方法的选择

2.1试验的方法

轻型击实试验单位体积击实功约为592.2 kJ/m3，适用于粒径小于5mm的粘性土；重型击实试验单位体积击实功约为2684.9 kJ/m3，适用于粒径不大于20mm的土，采用三层击实时，最大粒径不大于40mm。

2.2方法的选择

击实试验可依据实际工程需要选择不同的试验方法，如表2所示。

一般情况下，水库、堤防、铁路路基填土、公路排水沟回填等可采用轻型击实试验，高等级公路、机场、核电工程、建筑物等填土地基可采用重型击实试验。也可以依据工程施工中采用的不同功率的压路机进行选择，若现场施工用10吨以上压路机进行碾压的，采用重型击实试验，用人工夯实或小于10吨压路机碾压的的，采用轻型击实试验。建议根据拟采用的施工机械的功率或者施工机械的重量、碾压面积和夯实高度等计算采用相近击实功的击实试验。

3、成果分析

3.1土的性质

不同的土，采用的试验方法不同，其最大干密度和最优含水率结果不同，依据规范GB/T50123-1999的要求，轻型击实试验中，若试样中粒径大于5mm的土质量小于或等于总质量的30%时，应对最大干密度和最优含水率进行校正。重型击实试验中，若试样中粒径大于40mm的土质量小于或等于总质量的30%时，应对最大干密度和最优含水率进行校正，否则试验结果偏小。如表4所示。

3.2结果分析

从以上结果分析可得出以下规律：

1）无论是重型还是轻型击实试验都存在这样的规律：颗粒越细的土最大干密度越小，最优含水率越大，颗粒越粗的土最大干密度越大，最优含水率越小。粘性越好最大干密度越小，最优含水率越大，反之亦然，即土的塑性指数与最大干密度成反比，与最优含水率成正比。

2）最大干密度与最优含水率成反比。

3）土的重型击实试验的最大干密度比轻型击实试验最大干密度要大，一般情况下重型击实试验比轻型击实试验大10～15%，相应地重型击实试验的最优含水率比轻型击实试验最优含水率要小。

4）重型击实试验最大干密度下的压缩模量比轻型击实试验最大干密度下的压缩模量要大25～45%，相应地重型击实试验最大干密度下的压缩系数比轻型击实试验最大干密度下的压缩系数要小。

5）根据有关资料，一般情况下最优含水率与土的塑限基本相同（wop=wp±2），但我们认为，该公式只适用于质纯的粘土或含砂量少的粘性土的轻型击实试验，对于重型击实试验、轻型击实试验中花岗岩风化土或砂砾含量较高的粘性土则没有该规律，重型击实试验和花岗岩风化土或砂砾含量较高的粘性土的轻型击实试验得出的最优含水率比其土的塑限要少，并与颗粒组成有一定的关系。见表表6所示。

结束语

2）相同土样，轻、重型击实试验得出的压实系数是不同的，为确保工程质量，需正确选择击实试验的方法，正确选用击实试验方法，对压实填土地基的设计、质量控制有重大意义，若现场施工时采用击实功率较大的方法（重型）进行，而实验室击实试验时采用的是击实功率较小的（轻型）试验方法，最大干密度值偏小，势必会造成现场回填土的压实系数（压实度）偏大、能满足设计要求的假象，不能真实反映填土地基真实情况。

3）最优含水率与土的塑限存在wop=wp±2关系式，笔者认为此规律只适用于质纯的粘土或含砂量少的粘性土的轻型击实试验，除此以外其他的土和非轻型击实试验中最优含水率与土的塑限的关系有待于做进一步的研究。