粗粒土最大干密度与最佳含水量试验报告

一、试验目的

测定粗粒土的最大干密度和最佳含水量，为填筑工程的设计与施工提供压实控制标准。

二、试验依据

《土工试验方法标准》（GB/T 50123-2019）及《公路土工试验规程》（JTG 3430-2020）中粗粒土击实试验的相关规定。

三、试验方法

采用重型击实法或振动击实法。对于最大粒径大于20mm的粗粒土，宜采用振动击实法；对于粒径较小的粗粒土，也可采用重型击实法。本试验根据土样粒径组成，选用振动击实法进行。

四、仪器设备

1. 振动击实仪：包括振动台、击实筒、套环、底板等。

2. 天平：称量10kg，感量1g；称量1kg，感量0.1g。

3. 烘箱、干燥器、拌土工具、直尺、削土刀等。

4. 喷水设备。

五、试验步骤

1. 试样制备：将取回的粗粒土试样风干，测定其风干含水量。按四分法取样，根据最大粒径确定试样质量。一般不少于50kg。

2. 预定含水量：根据土的塑性指数或经验，预估最佳含水量，制备5～6个不同含水量的试样，相邻含水量差值约为1%～2%。

3. 拌和闷料：将水均匀喷洒于试样中，拌和均匀后密闭闷料，使水分充分渗透均匀，一般不少于12小时。

4. 击实试验：将击实筒固定于振动台上，装入试样，分层装填，每层高度大致相等。开启振动台，振动击实至试样体积不再明显减小为止。一般振动时间约为2～3分钟。

5. 卸料称重：振动结束后，取下套环，用直尺刮平顶部，称量筒加土的质量，扣除筒质量，得到湿土质量。同时取代表性土样测定含水量。

6. 重复试验：对不同含水量的试样重复上述步骤。

六、数据处理

1. 湿密度计算：ρ = m / V，其中m为湿土质量，V为击实筒体积。

2. 干密度计算：ρd = ρ / (1 + 0.01w)，其中w为含水量（%）。

3. 以含水量为横坐标，干密度为纵坐标，绘制击实曲线。曲线峰值点对应的干密度即为最大干密度，对应的含水量即为最佳含水量。

七、试验结果

本次试验采用两种粗粒土样（土样A和土样B），其击实试验结果如下表所示：

表1 土样A击实试验结果

含水量(%) 干密度(g/cm³)

4.2 2.12

5.5 2.20

6.8 2.25

8.0 2.24

9.1 2.18

表2 土样B击实试验结果

含水量(%) 干密度(g/cm³)

5.0 2.05

6.2 2.14

7.5 2.20

8.8 2.18

10.0 2.12

根据击实曲线，确定：

- 土样A：最大干密度为2.25 g/cm³，最佳含水量为6.8%。

- 土样B：最大干密度为2.20 g/cm³，最佳含水量为7.5%。

八、结论与分析

1. 粗粒土的击实特性与细粒土类似，存在一个最佳含水量，此时可获得最大干密度。

2. 不同级配和组成的粗粒土，其最大干密度和最佳含水量不同。本次试验中，土样A的工程性能优于土样B。

3. 施工单位应根据试验报告，控制填筑含水量在最佳含水量附近，以达到设计要求的压实度（例如95%）。

(本文由AI助手提供数据，仅作参照)