粗粒土和巨粒土最大干密度试验振动台法.docx
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粗粒土和巨粒土最大干密度试验振动台法
1.总则
1.1.本细则采用振动台法测定无粘性自由排水粗粒土和巨粒土（包括堆石料）的最大干密度。
1.2.本细则适用于通过0.075mm标准筛的干颗粒质量百分数不大于15%的无黏性自由排水粗粒土和巨粒土。
1.3.本细则对于最大粒径大于60mm勺巨粒土，因受试筒允许最大粒径的限制，宜按
规定处理。
2.仪具与材料
2.1振动台：
固定于混凝土基础上；振动台面尺寸至少550mm<550mm且具有足够
的刚度。
振动台最大负荷应满足试筒、套筒、试样、加重底板及加重块等质量的要求，不宜小于200kg;其频率20〜60Hz可调，双振幅0〜2mm可调。
2.2试筒：
圆柱形金属筒，按表1.1规定选用。
试筒容积宜用灌水法每年标定一次。
2.3套筒:
内径与试筒（见表1.1）配套一致，且与试筒紧密固定后内壁成直线连接。
2.4加重底板：
底板为13mml厚的钢板，其直径略小于相应试筒内径，中心应有©15mm未穿通的提吊螺孔。
2.5加重块：
对于相应采用的试筒，加重块及其加重底板在试样表面产生的静压力
应为18kPa。
2.6百分表及表架：
百分表量程至少50mm以上，分度值为0.025mm表架支杆应能
插入试筒导向瓦套孔中，并使百分表表头杆中心线与试筒中心线或内壁面平行。
2.7台秤:
应具有足够测定试筒及试样总质量的量程，且达到所测定土质量0.1%的精
度。
所用台秤，对于©280mm试筒，量程至少50kg，感量6g;对于©152mmE式筒，量程至少30kg，感量2go
2.8起吊机：
起重量至少180kg。
2.9标准筛：
60mm40mm20mm10mm5mm2mm0.075mmo
2.10其他工具：
如加重底板提手、烘箱、金属盘、小铲、大勺及漏斗、橡皮锤、秒表、直钢尺、试筒布套等。
试样质量及仪器尺寸（表1.1）
土粒最大尺
寸（mrj）
试样质量
（kg）
试筒尺寸
套筒高度
（mrj）
装料工具
容积（亦）
内径（mrj）
60
34
14200
280
250
小铲或大勺
40
34
14200
280
250
小铲或大勺
20
11
2830
152
305
小铲或大勺
10
11
2830
152
305
©25mri8斗
5或者V5
11
2830
152
305
e3mmi斗
3.试样3.1采集代表性试料，妥善贮存备用。
3.2采用标准筛分法（T0115-2007）测定各粒组的颗粒百分数。
3.3对于粒径大于60mm勺巨粒土，因受试筒允许最大粒径的限制，应按相似级配法
制备缩小粒径的系列模型试料。
相似级配法粒径及级配按以下公式计算。
相似级配模型试料粒径：
式中：
D——原型试料级配某粒径，mm
d――原型试料级配某粒径缩小后的粒径，即模型试料相应粒径，mm
Mr——粒径缩小倍数，通常称为相似级配模比。
式中：
Dmax——原型试料级配最大粒径，mg
dmax试样允许或设定的最大粒径，即60mm40mm20mm10mm等。
相似级配模型试料级配组成与原型级配组成相同，即：
式中：
PMr——原型试料粒径缩小M倍后（即为模型试料）相应的小于某粒径
d含量百分数，%；
Pp――原型试料级配小于某粒径D的含量百分数，%
3.4如果采用干土法进行试验，则需将试样在烘箱内烘至恒重，并用烘干法测定现场试料的含水率。
烘干后，应完全剥去弱胶结物，以免增大颗粒的自然尺寸。
4.试验步骤
4.1干土法
4.1.1充分拌匀烘干试样，即使其颗粒分离程度尽可能小；然后大致分成三份。
测定并记录空试筒的质量。
4.1.2用小铲或者漏斗将任一份试样徐徐装填入试筒，并注意使颗粒分离程度最小（装填量宜使振毕密实后的试样等于或略低于筒高的1/3）；抹平试样表面。
然后可用橡皮锤或者类似物敲击几次试筒壁，使试料下沉。
4.1.3放置合适的加重底板于试样表面上，轻轻转动几下，使加重底板与试样表面密合一致。
卸下加重底板把手。
4.1.4将试筒固定于振动台面上，装上套筒，并与试筒紧密固定。
将合适的加重块
置于加重底板上，其上部尽量不与套筒内壁接触。
4.1.5设定振动台在振动频率50Hz下的垂直振动双振幅为0.5mm或在振动频率60Hz
下的垂直振动双振幅为0.35mm振动试筒及试样等，在50Hz下振动10min;在
60Hz下振动8min;振毕卸去加重块及加重底板。
4.1.6按本细则4.1.2至4.1.5步骤进行第二层、第三层试料振动压实。
但第三层振毕加重底板不再立即卸去。
4.1.7卸去套筒，然后检查加重底板是否与试样表面密合一致，即按压加重底板边缘，看其是否翘起，若翘起则宜在试验报告中注明。
4.1.8将百分表架支杆插入每个试筒导向瓦套孔中；刷净试筒顶沿面上及加重底板上位于试筒导向瓦两侧测量位置所积落的细粒土，并尽量避免将这些细粒土刷进试筒内。
然后分别测读并记录试筒导向瓦每侧试筒顶沿面（中心线处）各三个百分表读数，共12个读数（其平均值即为百分表初读数Ri）；再从加重底板
上测读并记录出相应读数（其平均值即为百分表终读数Rf）。
4.1.9卸去加重底板，并从振动台面上卸下试筒。
在此过程中，尽可能避免加重底板上及试筒沿面上落积的细粒土进入试筒里。
如这些细粒土质量超过试样总质量的0.2%，应测定其质量并注明于试验报告中。
4.1.10在合适的台秤上测定并记录试筒及试样总质量，扣除空试筒质量即为试样质
量，或仔细将试筒里试样全部倒入已知质量的盘中称量。
计算最大干密度pdmax。
4.1.11重复本细则4.1.1至4.1.10步骤，直至获得一致的最大干密度值（最好在2%内）。
如果发现产生过分的颗粒破碎或者是有棱角的石渣、堆石料或风化软弱
岩试料，则宜尽量制备足够数量代表性试样，以避免单个试样重复使用。
4.2湿土法
4.2.1按湿法试验时，可对烘干试料加足量水，或用现场湿土料进行。
拌匀试料颗
粒级配及含水率（使颗粒分离程度尽可能小），然后大致分成三份。
如果向干
料中加水，则需最小饱和时间约1/2h；加水量宜加到足够份量，即在拌和盘中无自由水滞积，且在振密过程中基本保持饱和状态。
注：
对于估算向烘干试料中的加水量，起初可尝试每4.5Kg试料约加1000mL的
水量，或按下式估算：
式中：
MW——加水量，g；
MS——试样质量，g；
w——水的密度，1000kg/m3;
d——由起初振密结果所估算的干密度，kg/m3；
G——土粒比重。
4.2.2装试筒于振动台上。
启动振动台，用小铲或勺将任一份湿料徐徐装填入试筒（装填料宜使振毕试样等于或略低于筒高的1/3）。
每次添加试料后，宜察看试样表面是否滞积有少量自由水。
若无，可用海棉蘸水挤入，、小器皿注入或其它工具加入足量水。
在此过程中，振动台的振幅或振动频率或这两者须随时调节，以阻止试样颗粒过分沸动或松散。
大致振动2-3min后，宜用尽可能不带走土粒的办法吸去试样表面的所有自由水。
423按本细则4.1.3〜4.1.5步骤装上加重底板套筒及加重块。
4.2.4振动试筒及试样等，按本细则4.1.5步骤进行振动。
振毕，卸去加重块及加
重底板，吸去试样表面所有自由水。
425按本细则4.1.3〜4.1.5步骤进行第二层、第三层试料的振动压实，但第三层
振毕加重底板不再卸去。
4.2.6卸下套筒，吸去加重底板上及边缘的所有自由水，按4.1.8步骤测读并记录百分表读数。
4.2.7按本细则4.1.9步骤卸下加重底板及试筒，然后测定并记录试筒与试样的总质量。
为测定试样的含水率，仔细地将试筒中全部湿试样倒入已知质量的盘中，并将黏附于试筒内壁及筒的所有颗粒冲洗于盘中，然后在烘箱中将试样烘至恒量，测定并记录其烘干质量。
5.结果整理
5．1对于干土法，最大干密度按下式计算：
pdmax=Md/V
式中：
Pdmax——最大干密度，计算至0.1（kg/m3）
Md——干试样质量；V——振毕密实试样体积；
V=[Vc-Ac（△H/10）]X10-6；V——标定的试筒体积；
Ac标定的试筒横断面积；
△H——（Ri-Rf）+Tp；Ri——初始百分表读数；
Rf――振毕后加重底板上相对位置百分表终读数的均值；
Tp――加重底板的厚度。
5．2对于湿土法，最大干密度按下式计算：
Pdmax=Mfl/（1+0.013）/V
式中：
Mm——振毕密实湿试样质量；3——振毕密实试样含水率（%
6．相关文件
6.1《公路土工试验规程》JTGE40-2007
7.相关记录
7.1《粗粒土和巨粒土最大干密度试验（振动台法）原始记录表》
作业指导书
文件编号
TC-ZY-J-246
rAiH-R口
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粗粒土和巨粒土最大干密度
（振动台法）检测细则
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2008-07-01发布2008-07-01实施
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