61 粗顆粒土相對(duì)密度試驗(yàn)
61.1 一 般 規(guī) 定
61.1.1 土樣應(yīng)為最大粒徑不大于60mm 的能自由排水的粗顆粒土。
61.1.2 粗顆粒土中細(xì)粒土的含量不應(yīng)大于12%。
61.2 儀 器 設(shè) 備
61.2.1 本試驗(yàn)所用的主要儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 振動(dòng)臺(tái)：具有隔振裝置的振動(dòng)臺(tái)。臺(tái)面尺寸為762mm×762mm,振動(dòng)臺(tái)的負(fù)荷應(yīng)滿足試樣筒、套筒、加重底板、加重物及試 樣等總質(zhì)量要求。振動(dòng)臺(tái)頻率應(yīng)為40Hz～60Hz,振幅為0mm~2mm 可調(diào)，加重蓋板為1.2cm 厚的鋼板，直徑略小于試樣筒，中心應(yīng)有15mm未穿通的提吊螺孔。對(duì)所用的試樣筒，加重蓋板與加重物的總壓力為14kPa。
2 表面振動(dòng)器：由振動(dòng)電動(dòng)機(jī)及鋼制夯組成。鋼制夯由連接 桿、連接栓固定于振動(dòng)電動(dòng)機(jī)下，其底部為厚15mm的圓形夯板。 夯板直徑略小于試樣筒內(nèi)徑2mm～5mm。表面振動(dòng)器振動(dòng)頻率為40Hz～60Hz,激振力約為4.2kN, 夯與振動(dòng)器對(duì)試樣的靜壓力為14kPa。
3 試樣筒：試樣筒的尺寸應(yīng)符合表61.2. 1的規(guī)定。
表61.2.1 試樣筒尺寸
內(nèi)徑D (cm) | 高度H (cm) | 體積V (cm3) | 允許最大粒徑dmax (mm) | 試料質(zhì)量m (kg) |
30 | 34 | 24033 | 60 | 40～50 |
61.2.2 本試驗(yàn)所用的其他儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 套筒：應(yīng)與試樣筒緊固連接；
2 測(cè)針架及測(cè)針：測(cè)針的分度值為0.1mm;
3 灌注設(shè)備：帶管嘴的漏斗。管嘴直徑10mm～20mm, 漏斗喇叭口徑100mm～150mm,管嘴長(zhǎng)度視套筒高度而定；
4 試驗(yàn)篩：
1)粗篩：孔徑分別為60mm、40mm、20mm、10mm、5mm;
2)細(xì)篩：孔徑分別為5mm、2mm、lmm,0.5mm、0.25mm、0.075mm。
5 臺(tái)秤：稱量50kg, 分度值50g; 稱量10kg, 分度值5g;
6 其他：攪拌盤、起吊設(shè)備、鐵鏟、毛刷、秒表、鋼尺、卡尺、稱 料桶、大瓷盤。
61.3 操 作 步 驟
61.3.1 選用代表性土樣在105℃~110℃下烘干，并分級(jí)過篩貯 存。篩分過程中應(yīng)使弱膠結(jié)的土樣能充分剝落。
61.3.2 最小干密度試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：
1 稱筒質(zhì)量。
2 對(duì)粒徑不大于10mm的烘干土，采用固定體積法。將拌勻的土樣從漏斗管嘴均勻徐徐地注入試樣筒。注入時(shí)隨時(shí)調(diào)整 漏斗管口的高度，使自由下落的距離保持在2mm～5mm之間。同時(shí)要從外側(cè)向中心呈螺旋線移動(dòng)，使土層厚度均勻增高而不產(chǎn)生大小顆粒分離。當(dāng)充填到高出筒頂約25mm時(shí)，用鋼直刀 沿筒口刮去余土。注意在操作時(shí)不得擾動(dòng)試樣筒。稱筒及試樣總質(zhì)量。
3 對(duì)粒徑大于10mm 的烘干土，采用固定體積法。用大勺或小鏟將土樣填入試樣筒內(nèi)。裝填時(shí)小鏟應(yīng)貼近筒內(nèi)土面，使鏟中土樣徐徐滑入筒內(nèi)，直至填土高出筒頂，余土高度不應(yīng)超過 25mm。然后將筒面整平。當(dāng)有大顆粒露頂時(shí)，凸出筒頂?shù)捏w積 應(yīng)能近似地與筒頂水平面以下的大凹隙體積相抵消，稱筒及試樣總質(zhì)量。
4 最小干密度測(cè)定應(yīng)按上述的規(guī)定進(jìn)行平行試驗(yàn)，取其算術(shù)平均值，其最大允許平行差值應(yīng)為±0.03g/cm3。
61.3.3 最大干密度振動(dòng)臺(tái)法試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：
1 振動(dòng)臺(tái)法(干法):先拌勻烘干土樣，將土樣裝填于試樣筒 中，稱筒與試樣總質(zhì)量。裝填方法與最小干密度的測(cè)定相同。通常情況是直接用最小干密度試驗(yàn)時(shí)裝好的試樣筒，放在振動(dòng)臺(tái)上， 加上套筒，把加重蓋板放于土面上，依次安放好加重物。隨即將振 動(dòng)臺(tái)調(diào)至最優(yōu)振幅0.64mm,振動(dòng)8min 后，卸除加重物和套筒，測(cè) 讀試樣高度，計(jì)算試樣體積。
2 振動(dòng)臺(tái)法(濕法):在烘干試料中加適量的水，或用天然的 濕土進(jìn)行裝樣。裝完試樣后，應(yīng)立即振動(dòng)6min。 對(duì)于高含水率的土樣，為了防止某些土在振動(dòng)過程中產(chǎn)生顆粒跳動(dòng)，振動(dòng)6min時(shí)，應(yīng)隨時(shí)減小振動(dòng)臺(tái)的振幅。振動(dòng)后吸除土面上的積水，依次裝 上套筒。施加重物，然后固定在振動(dòng)臺(tái)上，振動(dòng)8min 后，依次卸 除加重物與套筒。測(cè)讀試樣高度，稱筒與試樣總質(zhì)量。取代表性土樣測(cè)含水率。
3 最大干密度測(cè)定應(yīng)按上述的規(guī)定進(jìn)行平行試驗(yàn)，取其算術(shù) 平均值，其最大允許平行差值應(yīng)為±0.03g/cm3。
61.3.4 最大干密度表面振動(dòng)法試驗(yàn)的測(cè)定應(yīng)按下列步驟進(jìn)行 ：
1 干法表面振動(dòng)法應(yīng)先將試樣筒及底板固定在基礎(chǔ)上，制樣及裝填方法應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第61.3.3條第1款的規(guī)定進(jìn)行，將試樣均分為兩份，分兩層裝填，每層振動(dòng)8min, 取出振動(dòng)器，卸除套筒，量測(cè)試樣高度。稱試樣筒和土的質(zhì)量。
2 濕法表面振動(dòng)法應(yīng)先將試樣筒及底板固定在基礎(chǔ)上，制樣及裝填方法應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第61.3.3條第2款的規(guī)定進(jìn)行，將試樣均分為兩份，分兩層裝填，第一層裝好后，放入振動(dòng)器進(jìn)行振動(dòng)，振動(dòng)8min后，提起振動(dòng)器，吸除土表面的積水，重復(fù)第一層試樣裝填振動(dòng)步驟。測(cè)讀試樣高度，稱筒與試樣總質(zhì)量并應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第60.3.1 條第3款第7項(xiàng)的規(guī)定測(cè)試樣含水率。
61.4 計(jì)算和記錄
61.4.1 最小、最大干密度應(yīng)按下列公式計(jì)算：
1 最小干密度：
(61.4.1-1)
2 最大干密度：
（61.4.1-2)
式中：Vc—— 試樣筒的體積(cm3);
Vs——試樣體積(cm3);
Ri—— 起始讀數(shù)(mm);
Rt—— 振后加荷蓋板上百分表的讀數(shù)(mm);
A—— 試樣筒斷面積(cm2)。
61.4.2 相對(duì)密度 Dτ應(yīng)按下列公式計(jì)算：
(61.4.2-1)
(61.4.2-2)
式中：ρd0—— 天然狀態(tài)或人工填筑之干密度(g/cm3);
e0——天然或填筑孔隙比。
61.4.3 壓實(shí)度應(yīng)按下式計(jì)算：
(61.4.3)
式中：Rc——壓實(shí)度，以小數(shù)計(jì)。
61.4.4 密度指數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：
(61.4.4)
式中：ID—— 密度指數(shù)(%)。
61.4.5 粗顆粒土相對(duì)密度試驗(yàn)記錄格式應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄 D 表 D.106的規(guī)定。
