搜索
过滤器
关闭

土壤密度测试:3种你可以指望的测试方法

土壤密度测试:3种你可以指望的测试方法

土压实是大多数建筑工程中常见的操作,它通过增加土壤的强度和稳定性来支持土方工程, 结构, 和人行道. 获得最大土壤密度的技术是众所周知的, 结果可以用标准方法进行检验和量化. 土壤材料被分层放置, 或电梯, 深度从几英寸到一英尺甚至更多, 及压实设备轧辊, 揉, 振动, 或者有时用自重来巩固土壤.

正确的压实试验

土壤压实的规范是在项目设计阶段确定的,它取决于预期的总载荷以及这些载荷是静态的还是动态的. 通过定性测量,如穿透阻力或车轮流量的观察,判断压实工作的充分性是不够的,不能确定是否满足规格要求. 标准Proctor规格(ASTM D698 / AASHTO T 99)能很好地控制土堤及楼板等设施的压实作业. 修改的Proctor规格(ASTM D1557 / AASHTO T 180)更适合于控制路面和机场跑道等地方的土壤压实,因为在这些地方,沉重的车轮载荷会产生动力. 一个项目的典型压实要求,非结构性区域的压实要求为标准Proctor的90%至95%,重型路面的压实要求为改良Proctor的98%或更多.

实验室测试设定基准

天天p测试 土壤水分-密度关系测试是否建立了最大干密度(土壤的单位重量减去水的重量)和土壤样品的最佳含水量. 对于不同的土壤类型,干密度和最适含水量值是不同的. 水被添加到四到六份干燥的土壤样品中,增加数量. 每个准备好的部分被合并成 压实(proctor)模具 与一个 天天p锤 or 土壤机械压实机 然后称重并校正水分含量. 干密度增加,因为增加的水分润滑土壤颗粒,使更大的夯实来自相同的应用能量. 一旦超过了最佳含水率, 水开始取代给定体积的土壤, 干密度降低. 密度与水分含量的图表形成了一条清晰的曲线,显示了压实过程中水分对土壤的影响. 要深入了解土壤湿度/密度关系和普罗科特测试,请参阅我们的 Proctor压实测试:一个基本指南 博客.

Proctor曲线(水分密度曲线)

AASHTO T 272, 国家交通主管部门, 或其他地区主管部门提出“一点”实地测试方法,以验证现场土壤与实验室样品相同. 此现场压实试验使用同一类型的模具进行, 压实锤, 击打的次数和实验室的方法一样. 水分含量是用 气压湿度测试仪 或简单的字段干回方法. 密度和湿度的结果与原始实验室曲线相对应,以确认匹配.

在无法获得实验室信息的情况下, 可以将田间点结果与由当地或区域土壤数据编制的一系列曲线进行比较,以选择最佳的最大密度和最佳水分曲线. 在某些情况下, 两个或三个现场点可以压实不同的水分含量,并与曲线相比较.

使用哪种土壤密度测试方法?

土壤压实试验使用几种方法中的一种来测量土壤的干密度和水分含量. 这里讨论了三个最常见的. 这些现场试验的结果与实验室建立的相同土壤的Proctor试验结果相比较,该比率表示为压实率. 因为Proctor试验的结果因土壤类型而有很大差异, 最好的结果是使用来自与现场项目相同来源的实验室样品.

沙锥测试

沙锥密度 长期以来用于测量土壤原位密度的测试方法是准确可靠的吗. 该程序在ASTM中有描述 D1556 / AASHTO T 191. 一个平面 基板 与一个6.5in (165.1毫米)圆形开口定位在试验场地,并作为模板挖掘所需数量的夯实土材料. 要清除的总体积是由土壤的最大颗粒大小决定的,可达0.1英尺³(2830克/厘米³). 密度测试配件 挖掘过程中会用到木槌、铲子、凿子、取样袋等. 所有挖掘出来的材料都被仔细收集并保存在一个密封的容器中.

的预先称量好的 砂锥密度计 倒在底板上,金属锥紧贴底板开口. 旋转阀开启,并自由流动 密度测试砂 已知密度的水进入挖掘的测试孔.

之后, 对部分填充的仪器再次称重, 测试孔的体积是通过将充填孔内的砂粒质量除以砂粒的堆积密度来计算的. 回收开挖土的湿重除以测试孔体积来确定湿密度. 干密度是用湿土的重量除以其含水量的百分比来计算的. 实地密度试验的压实率是由土壤的干密度除以普罗克托试验的最大干密度计算出来的.

砂锥密度试验

压实试验的砂锥密度法
优点和缺点

优点缺点
Accurate and reliable; a long history of accepted use测试可能需要30分钟或更长时间才能完成
ASTM标准试验方法该地区的重型设备可能需要暂时停止运行
不需要大量的培训在+1的情况下,必须使用替代测试.有5英寸(38mm)的材料
使用不需要许可证或许可不应用于测试饱和的、高塑性的土壤
设备和材料没有危险所有挖掘出来的材料必须小心回收
设备是具有成本效益的

橡胶气球测试

橡胶气球密度 试验与砂锥法有一些相似之处. 比如沙锥法, 挖掘一个测试孔, 土壤被小心地收集起来放在一边. A 气球密度仪 定位在孔的上方, 而不是用沙子来测量体积, 校准后的水容器是加压的, 把橡胶薄膜压进挖掘处. 通过读取容器上的刻度来确定排开的水量,这样就可以计算出整个体积. 试验方法在ASTM中有描述 D2167 / AASHTO T 205(撤回). 这种测试比砂锥更简单,而且可以快速重复,因为水被保留在容器中.

橡胶气球试验方法

橡胶气球法
优点和缺点

优点缺点
Accurate and reliable; a long history of accepted use测试可能需要15-20分钟或更长时间才能完成
ASTM标准试验方法气球薄膜在测试过程中会被击穿
不需要大量的培训适用于没有明显数量的粗材料的细粒或粒状土壤
使用不需要许可证或许可不应用于测试软饱和、高塑性土
可以在不改变密度介质的情况下执行多个测试所有挖掘出来的材料都必须小心地移走
设备是具有成本效益的

土壤含水率及单重试验:

含水率和单位重量 必须对保留的土壤样品进行沙锥或橡胶气球试验,以完成土壤压实的计算. 这些测试在实验室中很容易完成,但通常在现场进行,以快速提供重要的压实数据, 土方工程承建商及其他有关方. 下面的图表显示了几种不同的方法,可以用来测定水分,有各种各样的 尺度和平衡 可用于称量实验室或野外环境中的土壤样品.

土壤水分试验

ASTM
数量
测试方法评论
D2216实验室烤箱 的决心最可靠,但延迟报告结果
D4643微波法比烤箱法快,但仍然延迟报告
D4944电石气体压力测试器可靠、快速、准确的现场测试方法
D4959水分含量的 直接加热结果可靠,可在现场执行

核密度测试

核密度指标 通过测量含有放射性铯137(或其他)源的探测器与盖格-缪勒探测器之间的辐射传输来确定土壤密度. 稠密的土壤允许在给定的时间周期内检测到较少的伽马粒子. 土壤水分同时测量使用单独来源的镅241.

将一根钢棒打入试验场的土壤中,形成一个导孔. 含有放射源的探头被降低到12英寸(305毫米)进入先导孔, 辐射传输是测量一分钟. 这被称为“直接传播”测试. 读数也可以在“后向散射”模式下进行,在这种模式下探头不从设备底部延伸. 这种方法不需要先导孔,但认为结果不太可靠. 数值以土壤的干湿单位重量报告, 土壤水分含量, 压实率与实验室或现场普罗克特湿度密度测试相比.

核密度计在需要快速结果和多次试验的大型项目中是有效的,但受许多监管要求的影响,需要对人员进行高级培训和辐射剂量监测. 试验方法在ASTM中有描述 D6938 / AASHTO T 310.

核子密度和水分土壤测试计
优点和缺点

优点缺点
密度/水分测试在几分钟内完成测试设备很昂贵
ASTM标准试验方法法规要求管理存储、使用、运输和处理
精度和重复性是可接受的现场操作出于安全考虑,需要使用剂量计徽章对人员进行监测
电子设备可以整合数据记录和位置报告功能操作人员需要高级的安全培训和认证
对于每天需要很多测试的大型项目来说,最佳方法电子产品对恶劣环境很敏感
可用于广泛的土壤类型读数对过多的空洞很敏感

除了测试结果

这些不同的土壤压实密度测试方法各有优缺点. 任何方法的绝对准确性都不是一个解决的问题, 但如果执行得当,它们都能产生可靠的结果,并且能够被设计团队和监管机构接受. 正确的土方工程安装最重要的因素是知识渊博的人员的专业知识, 无论他们是技术人员, 设备操作, 或项目负责人. 压实试验表明,有一小块面积满足规范要求. 只有经过训练和有经验的人才能确认该测试能代表整个现场的情况.

我们希望这篇博客文章能帮助你了解建筑作业中用于测试土壤压实度的方法和设备. 为了帮助你申请, 联系 吉尔森的测试专家来讨论压实测试设备.

关于作者本·巴克斯