碎石土压实度与孔隙率指标的检测与研究

摘要：通过分析与试验研究，得出了碎石土压实度和孔隙率检测的两种方法，并将两种试验方法得出的数据进行比较，发现碎石与土质量比为1:1时，孔隙率最小，干密度最大，压实效果最好。较好地指导了设计、施工与检测。

关键词：碎石土；压实度；密度；孔隙率；含石量

一、概述

1、压实度是控制施工压实质量的重要指标。根据土石混填路基和大规模场地回填的工程特点，对于含砾石的土，特别是含石量在一定区间范围的碎石土，它的击实数据（最大干密度和最佳含水量）需要通过拌合不同的含石量分别试验来确定。并对施工现场检测结果进行筛分确定含石量，查出最大干密度与含石量曲线图中对应的干密度，来确定出该部位碎石土的最大干密度，以便计算出该碾压部位的压实度。

2、随着施工压实荷载的增加，碎石土的孔隙率将发生变化，但是土石颗粒受载前后体积不变，因此可以考虑用孔隙率指标来间接评定施工压实效果。本文研究制定出了碎石土回填孔隙率的测定方法，指导施工过程中质量的检测和控制。

二、配制含石量检测碎石土压实度的方法

1、分别将碎石过40mm筛，细粒土过5mm筛，剔除大于40mm的碎石和大于5mm的细粒土，以满足击实试验要求。

2、在细粒土中掺入碎石，使碎石与细粒土的质量比分别为1:9、2:8、3:7、4：6、5:5、6:4、7:3、8:2，分别对其做标准击实试验（重型），求出不同含石量所对应的最大干密度和最佳含水量。

3、根据击实试验结果表1，绘制出含石量与最大干密度的曲线图。如图1

 图1含石量与最大干密度曲线图

4、在施工现场用灌砂（水）法进行检测，将取回材料烘干至恒重，过40mm和5mm筛，取5mm~40mm之间材料视为碎石含量，计算出碎石含量占总质量的百分数，并从图一中找出对应含石量下的最大干密度。将灌砂（水）法检测得出的干密度与最大干密度相除就能得出该结构部位碎石土的压实度。

三、碎石土孔隙率测定方法的研究与制定

1、碎石土和土颗粒一样，也是由固、液、气3相组成的。假定它们之间的存在形式如图1，W为质量，V为体积。

由式（4）可以看出，要测定碎石土的孔隙率只要测定出碎石土的密度和干密度即可。碎石土的干密度可以根据现场情况用灌砂（水）法很快得出，碎石土的密度需将土石分离分别测定（视5mm以下材料含石量为零）。根据原材料土石所占比例表2可以绘制出不同含石量下碎石土密度的关系图。如图3。

.                           表2

2、在施工现场用灌砂（水）法进行检测，测出碎石土的干密度。将取回材料烘干至恒重，过40mm和5mm筛，取5mm~40mm之间材料视为碎石含量计算出碎石含量占总质量的百分数，并从图三中找出对应含石量下的碎石土的密度。根据式（4）计算出该结构部位的孔隙比，根据式（3）计算出该结构部位的空隙率。

四、两种试验方法数据分析

根据不同含石量下的最大干密度与碎石土的密度表3可以绘制出不同含石量下碎石土孔隙率的关系图。见图4

表3

由图1和图4可以看出含石量在50%或接近50%时，碎石土的干密度最大，且孔隙率最小。因此建议在设计碎石土回填时以质量比1：1较为适宜。

五、结束语

为控制碎石土回填的压实效果，本文从压实度和孔隙率两个角度来研究和试验，写出了两种方法的检测过程，阐明了试验原理。且提出了1:1碎石土压实质量的优异性。供设计、施工和检测参考。

参考文献

1、《公路土工试验规程》JTG E40-2007

2、《土工试验方法标准》GB50123-1999

3、《土质学与土力学》第二版 陈国兴等编著