相對壓密度

相對壓密度

土方壓實是用人力或機械力迫使土顆粒互相壓密擠緊,增大土體密實度的施工作業。相對壓密度是指土壓實以後,土的最大孔隙比減天然孔隙比與最大孔隙比減最小孔隙的比值。理論上能反映顆粒級配、顆粒形狀、.不同壓實機械等因素對密實度的影響。

基本介紹

  • 中文名:相對壓密度
  • 外文名:relative compaction
  • 學科:土力學
  • 作用:反映顆粒級配、顆粒形狀的影響
  • 指標:反映土的密實度
  • 有關術語:壓實度
壓實度,影響因素,土的物理性質,

壓實度

壓實度又稱夯實度,指的是土或其他築路材料壓實後的乾密度與標準最大幹密度之比,以百分率表示壓實度的測定主要包括室內標準密度(最大幹密度)確定和現場密度試驗。
壓實度是路基路面施工質量檢測的關鍵指標之一,表征現場壓實後的密度狀況,壓實度越高,密度越大,材料整體性能越好。對於路基、路面半剛性基層及粒料類柔性基層而言,壓實度是指工地上實際達到的乾密度與室內標準擊實實驗所得最大幹密度的比值;對瀝青面層、瀝青穩定基層而言,壓實度是指現場達到的密度與室內標準密度的比值。

影響因素

含水率對整個壓實過程的影響。土的含水率是影響填土壓實性的主要因素之一,在低含水率時,水被土顆粒吸附在土粒表面,土顆粒因無毛細管作用而互相聯結很弱,土粒在受到夯擊等衝擊等作用下容易分散而難於獲得較高的密實度。在高含水率時,土中多餘的水分在夯擊時很難快速排出而在土孔隙中形成水團,削弱了土顆粒間的聯結,使土粒潤滑而變得易於移動,夯擊或碾壓時容易出現類似彈性變形的“橡皮土”現象,失去夯擊效果。從擊實曲線可知,嚴格的控制
最佳含水率是關鍵。但是,不同的土類其最佳含水率和最大幹密度也是不同的。一般粉粒和粘粒含量多,土的塑性指數愈大,土的最佳含水量也愈大,同時其最大幹密度愈小。因此,一般砂性土的最佳含水量小於粘性土,而砂性土的最大幹密度也大於粘性土。
擊實功對最佳含水量和最大幹密度的影響。對同一種土用不同的擊實功進行擊實試驗後表明:擊實功愈大,土的最大幹密度也愈大,而土的最佳含水量則愈小。但是這種增大擊實功是有一定限度的,超過這一限度,即使增加擊實功,土的乾密度的增加也不明顯。
不同壓實機械對壓實的影響。如光面壓路機、羊足碾和振動壓路機等,它們的壓實效果各不相同,對作用於不同土類時,其效果也不同。
土粒級配的影響。在地基基礎的施工中表明,粒料的級配對所能達到的密實度有明顯的影響。均勻顆粒的砂,單一尺寸的卵石和碎石,都很難碾壓密實。只有在良好級配的條件下才能達到要求的密實度,也才能滿足強度和穩定性的要求。
振動壓路機的振動頻率是影響材料顆粒運動狀態的重要參數,它反映了單位時間內振動輪對被壓材料的衝擊次數。當振動頻率選擇在合適的範圍內時,隨著振動輪的振動,被壓材料的顆粒運動加速度增大,其內摩擦阻力急劇下降,顆粒之間的相互填充作用加強,這時振動輪受到的材料的抗剪作用也急劇減小,非常有利於壓實。在實際中,不同的被壓實材料,其適合於壓實的振動頻率範圍相差較大,這就要求振動壓路機具有較大的振動頻率範圍,以適應不同壓實材料的要求,一般振動壓路機的振動頻率在 30~50Hz 的範圍內。 振動壓路機的振幅反映振動輪對被壓實材料的衝擊能量的大小。振幅越大,被壓實材料顆粒運動的位移越大,參加振動的材料顆粒越多。振動輪對材料的衝擊能越大,振動衝擊波在材料中傳播的距離越遠,從而增加壓實深度或壓實厚度,壓實效果越好,壓實度值也越大。但是振幅也有一個合適的範圍,過大的振幅會使振動輪脫離地面,也就是一般所說的“跳振”,使表層受到嚴重不規則衝擊、揉搓和過度碾壓,這樣多餘的能量不僅不會被碾壓層的土或材料吸收,反而會使己壓實表面層產生鬆散現象,從而引起壓實度降低,這是施工中應該避免的問題。

土的物理性質

土是由連續、堅固的岩石在風化作用下形成的大小懸殊的顆粒,經過不同的搬運方式,在各種自然環境中生成的沒有粘結或弱粘結的沉積物。土經歷壓縮固結、膠結硬化,也可再生成岩石(指沉積岩類)。在漫長的地質年代中,由於各種內力和外力地質作用形成了許多類型的岩石和土。基岩經歷風化、剝蝕、搬運、沉積生成各類覆蓋土。所謂基岩是指原位的各類岩石,其在水平和豎直兩個方向延伸很大;所謂覆蓋土是指岩石風化產物覆蓋於基岩之上的各類土的總稱。在自然界中,土直觀上呈一種鬆散狀的顆粒堆積物。土由固體顆粒、水和氣體三部分組成的三相體系。固體部分即固體顆粒,一般有礦物質所組成,有時含有有機質。這一部分構成土的骨架,稱為土骨架。土骨架間布滿相互貫通的孔隙,這些空隙有時完全被水充滿,稱為飽和土;有時一部分被水占據,另一部分被氣體占據,稱為非飽和土;有時也可能完全充滿氣體,稱為乾土。水和溶於水的物質構成土的液體部分,空氣及其他一些氣體構成土的氣體部分。這三部分本身的性質以及他們之間的比例關係和相互作用決定了土的物理力學性質。固體顆粒構成的土骨架對土的物理性質起決定性作用。天然土是由大小不同的顆粒組成的,土粒的粒徑由粗到細逐漸變化時,土的性質相應地發生變化。土粒的大小稱為粒度,通常以粒徑來表示。土顆粒的大小相差懸殊,有大於幾十厘米的漂石也有小於幾微米的膠粒,同時由於土粒的形狀往往是不規則的,很難直接測量土粒的大小,故只能用間接的方法來定量地描述土粒的大小及各種顆粒的相對含量。常用的方法有兩種,對粒徑大於 0.075mm 的土粒常用篩分析的方法,而對小於 0.075mm 的土粒則用沉降分析的方法。工程上常用不同粒徑顆粒的相對含量來描述土的顆粒組成情況,這種指標稱為粒度成分。

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