一种快速准确的土的承载比试件成型方法技术

本发明专利技术涉及一种快速准确的土的承载比试件成型方法，包括以下步骤，1)获得试样的最大干密度和最佳含水率；2)按最佳含水率制备试样，并浸润；3)按公式m

A rapid and accurate method of forming soil bearing ratio specimen

The invention relates to a rapid and accurate forming method of soil bearing ratio test piece, which comprises the following steps: 1) obtaining the maximum dry density and the optimum moisture content of the test piece; 2) preparing the test piece according to the optimum moisture content and soaking; 3) according to the Formula M

【技术实现步骤摘要】
一种快速准确的土的承载比试件成型方法
本专利技术涉及土体力学性能测试
，具体涉及一种快速准确的土的承载比试件成型方法。
技术介绍
加州承载比(Californiabearingratio，缩写为CBR)是路基土的强度和稳定性的一个重要指标,是柔性路面设计的主要参数之一。CBR承载比试验相对而言在土工试验中是比较重要，同时又耗时较长的试验。CBR值直接关系到土能否作为路基填料，对于公路工程的路基设计及施工都有非常重要的意义。CBR值是指试料贯入量达2.5mm或5.0mm时，单位压力对标准碎石压入相同贯入量时标准荷载强度(7MPa或10.5MPa)的比值，用百分数表示。《公路土工试验规程》JTGE40-2007中承载比试验方法T0134-1993(下称标准方法)利用击实仪采用分层击实法成型试件，通过测定30击、50击、98击击实成型的试件，得到一组压实度低于95％到等于100％的试件及对应的CBR值，得出CBR与压实度关系图，在图中求出压实度分别为93％、94％、96％时对应的CBR值。但是上述标准方法具有以下不足，一方面，这种方法耗时较长，通常1个熟练的试验人员成型1个93区需时8min，94区需时10min，96区需时16min，各成型3个，总耗时102min；另一方面，采用该种方法，有时的工作是不必要的，如有些土只在93区使用，并不需要测定其它区的CBR值；因而广大试验人员均不满意该试验方法。后续许多试验人员为找到一种快速、结果准确的成型方法进行了一些尝试，较多采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTGE51-2009T0843-2009无机结合料稳定材料试件制作方法成型试件(下称拟用方法)，后续浸水及CBR贯入过程与标准方法相同。拟用方法其主要步骤可概述为：1、通过击实试验获得试样的最大干密度和最佳含水率；2、按最佳含水率制备试样，试样制备完成后，将其装入塑料袋中浸润；3、按公式m0＝V×ρmax×(1+wopt)×γ计算并称取单个规定压实度标准的试件的试样；4、将试模配套的下垫块放入试模，但外露2cm左右(上、下垫块露出试模外的部分应该相等)。将称量的规定数量m0的试样分2～3次灌入试筒中，每次灌入后用夯棒轻轻均匀插实。5、将整个试筒(连同上、下垫块)放到反力架或压力机上，以1mm/min的加载速率加压，直到上、下垫块均压入试模为止。维持压力2min(部分试验室为节省时间维持20s左右)。6、解除压力后，从反力架或压力机上取下试筒，将垫块倒出，取下试模两面破损滤纸，用刮刀轻刮顶面，确保顶面与试模齐平。单个制件完成，重复相同步骤成型其它压实度水平的试件。申请人对拟用方法进行了验证，发现存在以下几个问题：该方法成型的试件测得的CBR值与标准方法相差较大。对比测试发现，标准方法测得的93％、94％、96％时对应的CBR值分别为11.4％、13.9％、18.9％，拟用方法测得的93％、94％、96％时对应的CBR值分别为10.0％、11.2％、13.6％，相差较大，分析原因主要是试件内压实度的均匀性较差，按拟用方法96％压实度水平试件上中下三段计算压实度分别为101.9％、95.8％、89.3％；标准方法98击(相当于压实度水平100％)上中下三段计算压实度分别为99.6％、100.5％、99.9％，可见标准方法压实度均匀性明显好于拟用方法。虽然CBR值与试筒内土整体的压实度有关，但不可避免地，也与贯入杆接触的土压实度有很大关系。时间上并不节省，实现不了快速成型的目的，按1mm/min的加载速率，即使按拟用方法每个压实度水平只成型1个试件计算，成型1个93区需时40min，94区需时41min，96区需时43min，总耗时124min，总时长超过标准方法。存在的其它问题还有：使用反力架或普通压力机很难控制加载速度至1mm/min的精度，加载不匀，甚至需二次加载；上、下垫块露出试模外的部分相等，为两端压实，与实际压路机单面压实不同。考虑到解除压力后，土体有弹性回弹，及在制件过程中试样有损失，按公式m0＝V×ρmax×(1+wopt)×γ计算的试样量不足，不能保证静力压实成型的试件达到规定的压实度水平。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种快速准确的土的承载比试件成型方法，以有效解决现有技术中的不足。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种快速准确的土的承载比试件成型方法，包括以下步骤：1)通过击实试验获得试样的最大干密度和最佳含水率；2)按最佳含水率制备试样，试样制备完成后，将其装入塑料袋中浸润；3)按公式m0＝V×ρmax×(1+wopt)×γ×(1+δ)计算并称取单个规定压实度标准的试件的试样；m0为单个试件所需土质量；V为压实后试料的体积，取2177cm3；ρmax为土的最大干密度；wopt为土的最佳含水率；γ为压实度水平；δ为试件弹性回弹及损耗率；4)将土试样装入试模：将上垫块平置于水平地面上，放置一张滤纸，试模配上套环，调转试模使得套环在试模的下面，将与试模配套的上垫块套入套环内，将称量好的试样装入试模，整平后放置一张滤纸，将下垫块放入试模内；5)将上垫块、套环、试模和下垫块整个反转180度后放到材料试验机上，对试料进行压实；6)压实成型后，取下试模，将上垫块和下垫块倒出，取下试模两端破损滤纸，用刮刀轻刮试样顶面确保试样顶面与试模齐平。与现有技术相比，本专利技术采用静力压实法成型，每个压实度水平成型1个试件，能有效的节省时间和材料。且本专利技术引入损耗因子δ以及采用单面压实，使得本法压实度均匀性与实际施工情况更为接近。损耗因子为试件弹性回弹及损耗率。土体受静压力收缩，除一部分发生塑性变形外，仍存在一部分弹性变形，在解除压力后，弹性变形部分就会回弹；同时，不可避免地，在操作中也容易有所损耗，引入试件弹性回弹及损耗率后，可以压实至目标压实度水平。本专利技术方法采用上垫块外漏0cm，为单面压实，使得试件压实度均匀性较拟用方法增加，与实际压路机单面压实相同。试件上中下三段计算压实度更为接近，测得的CBR值与标准方法测得的CBR值相关性良好。进一步地，所述步骤3)中，所述损耗因子δ为2％。所述损耗因子为试件弹性回弹率及损耗率，将该数值定为2％，带入到公式中，得到全新的计算试样的公式，m0＝V×ρmax×(1+wopt)×γ×(1+δ)，可压实至目标压实度水平。进一步地，步骤5)中，所述材料试验机为万能试验机，以5mm/min的加载速率加压，直到下垫块压入试模为止，维持压力3min后，解除压力。采用电液伺服万能试验机，可以精确控制加载速度，采用5mm/min加载速率加压较1mm/min压实度均匀性有较大提高。采用1min、2min、3min、6min、9min持荷时间，在3min前，随持荷时间的增长，压实度均匀性有所增加，在3min后增长很缓慢，选定3min持荷时间。综合考虑安全因素，选定5mm/min、3min持荷时间，制1个试件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速准确的土的承载比试件成型方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)通过击实试验获得试样的最大干密度和最佳含水率；/n2)按最佳含水率制备试样，试样制备完成后，将其装入塑料袋中浸润；/n3)按公式m

【技术特征摘要】
1.一种快速准确的土的承载比试件成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)通过击实试验获得试样的最大干密度和最佳含水率；
2)按最佳含水率制备试样，试样制备完成后，将其装入塑料袋中浸润；
3)按公式m0＝V×ρmax×(1+wopt)×γ×(1+δ)计算并称取单个规定压实度标准的试件的试样；m0为单个试件所需土质量；V为压实后试料的体积；ρmax为土的最大干密度；wopt为土的最佳含水率；γ为压实度水平；δ为损耗因子；
4)将土试样装入试模：将上垫块平置于水平地面上，放置一张滤纸，试模配上套环，调转试模使得套环在试模的下面，将与试模配套的上垫块套入套环内，将称量好的试样装入试模，整平后放置一张滤纸，将下垫块放入试模内；
5)将上垫块、套环、试模和下垫块整个反转180度后放到材料试验机上，对试料进行压实；
6)压实成型后，取下试模，将上垫块和下垫块倒出，取下试模两端破损滤纸，用刮刀轻刮试样顶面确保试样顶面与试模齐平。


2.根据权利要求1所述的一种快速准确的土的承载...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴益林，高德虎，陈晓东，付文税，孙岐斌，王百灵，
申请(专利权)人：广东交科检测有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44