改良土的試驗

1、29 改良土試驗29.1 一般規(guī)定29.1.1 改良土是在土中摻入適量的水泥、 石灰、粉煤灰等摻合料或其它固化 劑，按最優(yōu)含水率加水拌和， 經壓實及養(yǎng)生后， 抗壓強度滿足工程要求的混合 料。29.1.2 本試驗適用于土粒徑小于 40mm 的水泥改良土、石灰改良土、水泥 石灰改良土， 水泥粉煤灰改良土、 石灰粉煤灰改良土、 水泥石灰粉煤灰改良土 等各種混合料的擊實、無測限抗壓強度和水泥石灰的劑量試驗。29.1.3 本試驗采樣，可用下列方法：1 四分法：將樣品放在清潔、 平整、堅硬的平面上， 加清水使樣品潮濕， 用鏟翻動使成圓錐體的料堆， 再用鏟翻動成一個新料堆， 如此重復三次。 形成 新料堆時，

2、 每鏟翻料都要放在錐頂， 應使滑動邊部的樣品盡可能均勻， 并保持 錐體中心不移動。自最后形成的一料堆頂部用平頭鏟反復交錯垂直插入使錐體 頂部變平， 每次插入提起鏟時不要帶有樣品， 最后將料堆等分成四份， 將對角 的兩分鏟到一邊，剩余兩份重復上述拌和方法縮分到達要求的樣品數(shù)量為止。2分料器法：如果樣品中含有小于5 mm顆粒的細料，材料應是表面干 燥的。將材料充分拌和后通過分料器，保留一部分，另一部分再通過分料器， 如此重復進行，直至達到要求的樣品數(shù)量為止。29.1.4. 本試驗含水率測定，依試樣顆粒大小分別稱取：細粒土約 50 克，準 確至0.01g,粗粒土約500g,準確至0.2克，碎石類土約

3、2000g,準確至1g。 再按本規(guī)程第 4章第 4.2節(jié)進行測定；現(xiàn)場快速測定可按本規(guī)程第4章第 4.4節(jié)進行測定。29.1.5 按預定干密度制成的各種改良土作無側限抗壓強度的試件，采用高徑 比為 1 的圓柱體。29.2 重型擊實試驗29.2.1 本試驗應采用下列儀器設備：1 擊實儀：尺寸規(guī)格應符合本規(guī)程表 20.0.3的規(guī)定。2 天平、臺稱、標準篩等應符合本規(guī)程第 20.0.5 條的規(guī)定。3 量筒： 50ml、100ml、 500ml。4 其他：脫模器、刮平尺、拌和土用工具、切土刀、瓷盤、稱量盒、烘 箱。29.2.2 試料準備應符合下列要求：1 改良土的試料按本章第 29.1.3 條取風干試

4、樣， 如有結塊、 土團應用木 錘搗碎（以不破壞土的單個顆粒為準） ，然后過篩。在現(xiàn)場將此過篩的試料用 四分法縮分至最后取出細粒土不少于 30 kg,粗粒土不少于35 kg,碎石類土 不少于 40 kg。2 試料全部通過 5 mm 篩的細粒土, 可選用甲法擊實； 當試樣中有大于5 mm 的顆粒時,應過 20 mm 篩,若全部通過,可選用甲法或乙法擊實；當 試樣中有大于 20 mm 的顆粒時,應過 40 mm 篩,選用乙法擊實。每次篩分后 應記錄篩上顆粒粒徑及占總量百分率。3 在擊實試驗的前一天,應按烘干法分別測定土、石灰、粉煤灰等試樣 的風干含水率,水泥含水率應為零。4 改良土混合料應根據設計文

5、件要求的配合比和實測各種風干試樣的 含水率進行配制。29.2.3 試驗操作應按下列步驟進行：1 將準備好的風干試樣分成 56 份。每份試樣的干質量按顆粒大小稱 取：細粒土約4.5 kg,粗粒土約5.5 kg,碎石類土約5.5 kg。2 每份試樣按預定的不同含水率,依次使相差約 1%2% ,其中至少有 兩份小于和兩份大于最優(yōu)含水率。最優(yōu)含水率可參照土的塑限按如下進行估計：1）各份試樣含水率控制： 對砂礫土在最優(yōu)含水率附近取相差 1% ,其 余 2% ；對細粒土取相差 2% ,但對黏土取 3%。2）最優(yōu)含水率的估計,對于細粒土一般最優(yōu)含水率較土的塑限約小 3%10%（砂性土接近 3%,黏性土約 6

6、%10% ）。對于天然砂礫土，級配集料等的最優(yōu)含水率與集料中細粒土含量和塑性指數(shù)有關，細土少的，Ip為零的未篩分碎石的最優(yōu)含水率接近 5% ；細土 偏多，I p較大的砂礫土一般在10%左右。水泥改良土的最優(yōu)含水 率與土接近，石灰改良土的最優(yōu)含水率較土約大 1%3%。3將每份風干改良土試樣分別平鋪于金屬盤內，按公式（2923）計算各份試樣預定含水率應加的水量。將應加的水量均勻噴灑在試樣上，用拌和工具 充分拌和使達到均勻狀態(tài)。當試料是石灰改良土和水泥、石灰綜合改良土，可 先將石灰和試樣一起拌勻，水泥應在臨擊實試驗前拌和，但水泥應加的水量在 計算時應予計入。然后裝入密封器或塑料袋中浸潤備用。mw=(

7、m。10.01w-mc)1 O.OlWc0.01w-(m o 0.01w。(29.2.3)1 0.01w。mc 0.01wc)10.01Wc式中 mw混合料中應加的水量（g）;mo混合料中風干土或集料的質量（g）；mc混合料中風干石灰（或水泥）的質量（g）；wo混合料中土或集料的風干含水率（）；wc混合料中石灰（或水泥）風干含水率（）； w混合料要求達到的含水率（% ）。4 浸潤時間為生石灰 不少于24 h;黏性土 1224h;粉性土 68h;砂性 土、砂礫土、紅土砂礫、級配砂礫等約4h;含土很少的未篩分碎石、砂礫和砂約2h。5按配比所需水泥用量加入浸潤后的試料中，用小鏟或其他拌和工具充 分拌

8、和均勻后，在1h內完成擊實試驗全過程，超過1h的試樣應予作廢（石 灰和石灰粉煤灰改良土除外）。6將擊實儀平穩(wěn)放置于剛性基礎上，使擊實筒與底座聯(lián)接好，裝好護筒，在擊實筒內壁均勻涂上薄層潤滑油，取制備好的試樣（重1、重2分五層擊實， 每層細粒土約0.9 kg,粗粒土約1.1 kg；輕1、輕2、重3分三層擊實，每層 約1.8 kg）倒入擊實筒內（其量應分別略高于筒高的1/5和1/3）,平整表面，稍加壓實后，按所需擊數(shù)（見本規(guī)程表20.0.3的規(guī)定）進行第1層擊實（擊錘 4.5 kg,落距457 mm，錘跡應均勻分布于試樣面）。第1層擊實后應檢查該層 高度是否合適，以便調整下一層試樣用量。用刮刀將擊實

9、面拉毛，然后重復第 1層的做法，進行其余各層試樣的擊實。最后一層試樣擊實后，試樣超出試筒 頂?shù)母叨葢∮? mm （超出高度過大的試件應作廢）。7卸下護筒，用直刮刀修平試筒頂部的試樣，拆除底板，再修平試樣底 部，擦凈試筒外壁，稱筒和試樣的總質量，準確至5 g。8用推土器將試樣從試筒內推出，從上到下取2個代表性試樣，按本章 第29.1.4條的規(guī)定測定含水率。本試驗凡已用過的試樣，均不得重復使用。2924 試驗結果應按下列公式計算和繪圖：1 改良土密度和干密度：(29.2.4-1) m2 -m 1V1 O.OlWg(2924-2)式中 訂一改良土的密度（g/cm3），計算至0.01 g/cm3;:

10、dg改良土的干密度（g/cm3），計算至0.01 g/cm?；m1擊實筒的質量（g）;m2擊實筒與試樣總質量（g）;V擊實筒的容積（cm2）; wg改良土試樣的含水率（）;2以干密度為縱坐標，含水率為橫坐標，在直角坐標紙上繪制干密度與含水率的關系曲線，曲線上峰值點的縱橫坐標分別表示該改良土的最大干密度,.3（pg, dmax）和最優(yōu)含水率（Wg, opt）。pg dmax 準確至 0.01 g/cm。 Wg,opt 大于 12% 時，準確至1% ;在6%12%時，準確至0.5% ;小于6%時準確至0.2%。當曲線不能給出正確的峰值點時，應進行補點。3超尺寸顆粒的校正：試樣中大于規(guī)定最大粒徑的超

11、尺寸顆粒的含量為5%30%時，應按下列公式校正。超尺寸顆粒含量小于 5%的可不進行校正。：g,dmax =g,dmax （1 0.01P） + 0.9疋 O.OIPPa（2924-3 ）W g,opt = Wg,opt（1 - 0.01 P） + 0.01 Pwx（29.2.4-4）、33式中Pgdm a-校正后最大干密度g/cm，計算至0.01 g/cm ;w g,opt 校正后的最優(yōu)含水率（% ），計算精度同本條2款；P 試驗所得最大干密度（g/cm3）；g, d maxWgM試驗所得最優(yōu)含水率（% ）；P試樣中超尺寸顆粒的百分率（% ）；:：a 超尺寸顆粒的毛體積密度（g/cm3）；wx

12、 超尺寸顆粒的吸著含水率（% ）。其中嘉、Wx按本規(guī)程第6.3.3條或第6.4.3條的第2、3款計算。29.2.5 本試驗應進行平行試驗，允許平行差值應符合表29.2.5的規(guī)定。取算 術平均值。表29.2.5平行試驗允許差值土類最大干密度允許平行差值最優(yōu)含水率允許平行差值改良細粒土3不應超過0.05 g/cmWg,opt10% 不應超過 1.0%改良粗粒土3不應超過0.08 g/cm改良碎石類土2926 記錄格式應符合表2926的要求。表29.2.6改良土擊實試驗記錄試驗編號：試驗方法混合料名稱：混合料含水率水泥、石灰劑量：試驗序號123456干密度應加水量（g）試筒和濕試樣的總質量（g）試筒

13、的質量（g）濕試樣質量（g）濕密度（g/cm3）干密度（g/cm3）含水率盒號盒和濕試樣的總質量（g）盒和干試樣的總質量（g）盒的質量（g）水的質量（g）干試樣質量（g）含水率（%）平均含水率（）最大干密度（g/cm3）最優(yōu)含水率（）超尺寸顆粒的校正gdmax =g/CmW g,opt =%復核 _年_月日試驗年月_日29.3無側限抗壓強度試驗29.3.1 本試驗應采用下列儀器設備：1 圓孔篩：孔徑為10 mm、20 mm、40 mm。2 試模的尺寸（直徑x高）：細粒土 50 mm WO mm、粗粒土 100 mm x 100mm、碎石類土 150 mmX150 mm。3 脫模器。4 液壓千斤

14、頂： 0.21.0 MN 。5 反力框架： 400 kN 以上。6 擊錘和導筒：同本規(guī)程第 20.0.3條表 20.0.3中 Z2 和20.0.5條的規(guī)定。7 恒溫恒濕箱或混凝土標準養(yǎng)護室。8 水槽：深度應比試件高 50 mm。9 材料試驗機：大于 200 kN 。10天平：稱量200 g,分度值0.01 g；臺稱稱量10 kg,分度值5g。11 其他設備：量筒、拌和工具、漏斗、烘箱、稱量盒。29.3.2 試料準備應按下列步驟進行：1按本章第29.1.3條取具有代表性的風干試料，必要時，可在 50 C烘 箱內烘干,用木錘或木碾搗碎（不破壞原顆粒粒徑） ,將試料過篩（細粒土應 除去大于 10 m

15、m 顆粒；粗粒土應除去大于 20 mm 顆粒； 碎石類土應除去大于 40 mm顆粒）備用，備用試料數(shù)量：細粒土 1.11.3 kg,粗粒土 16仃kg,碎 石類土 7478 kg。在預定試驗的前一天，按本規(guī)程第 29.1.4條測定風干含水 率。2 混合料的最優(yōu)含水率和最大干密度應預先按本規(guī)程第 29.2節(jié)擊實試驗確 定。29.3.3 試件應符合下列要求：1 同一改良土應制備相同狀態(tài)的試件數(shù)量： 細粒土不少于 6個；粗粒土不少于 9個；碎石類土不少于 13個。細粒土可以一次稱取 6個試件的試料， 粗料土可以一次稱取 3 個試件的試料，碎石類土一次只稱取一個試件的試料 。2根據試模尺寸，每個試件所

16、需干試料質量：小試件巾50 mm冷0 mm約需180210 g；中試件巾100 mm X100 mm約需1700佃00 g；大試件巾150mmX150 mm約需57006000 9 所需風干試料的質量由下式計算。mg = m dg(1 O.OlWg)(29.3.3 )式中 mg風干改良土試料質量(g);Wg改良土試料的風干含水率()；mdg改良土干試料的質量(g)。3 將稱取的風干試料放入方盤(約 40 cm 60 cmX70 mm)內，按公式 (2923)計算應向試料中加的水量(細粒土使其含水率較最優(yōu)含水率小3% ,粗粒土、碎石類土按最優(yōu)含水率計算)。將試料與水拌和均勻后放入密封容器內 浸潤

17、備用，石灰改良土和水泥、石灰改良土，可將石灰和土一起拌勻浸潤。浸潤時間為生石灰不少于24h;黏性土 1224h;粉性土 68h;砂性土、砂礫土、 紅土砂礫，級配砂礫等約 4h;含土很少的未篩分碎石、砂礫或砂約 2 ho4將浸潤過的試料，加入預定數(shù)量的水泥并拌和均勻，在拌和過程中將 預留的3%水(細粒土)加入試料中，使混合料的含水率達到最優(yōu)含水率(拌 和均勻的加有水泥的混合料應在 1h內按下述方法制成試件，超過1h的混合 料應作廢，其他混合料可不受此限，但也應盡快制成試件)。注：水泥或石灰的劑量按干土質量的百分率計。29.3.4 試件制備可采用靜力壓實法或錘擊法按下列步驟進行：1靜力壓實法：利用

18、反力框架和液壓千斤頂將混合試料壓入試模中。加入混合試料的數(shù)量，按預定的干密度和試模容積計算。msg 二dgV(1 O.Olwsg)(29.3.4 )式中msg-一應取浸潤混合料數(shù)量(g);Wsg浸潤混合料的含水率();pg-改良土試件的干密度(g/cm);V試模的容積(cm )。先將試模內壁和上下壓柱底部涂上一薄層潤滑油，再將試模的下壓柱放 入試模的下部，約外露2 cm。將稱取預定數(shù)量的浸潤混合料分 23次用漏斗 灌入試模中，每次灌入后都用夯棒輕輕均勻插實。然后將上壓柱放入試模內，也約外露2 cm。再將整個試模連同上下壓柱，放到反力框架內的千斤頂上， 千斤頂下應放一扁球座，施加壓力直至上下壓柱

19、都壓入試模為止。維持 1min 后，解除壓力，取出試模， 拿去上壓柱，放到脫模器上利用千斤頂和下壓柱將 試件推出脫模，稱取試件質量，準確至小試件 1 g;中試件2 g；大試件5 g； 最后用游標卡尺量試件高度，準確至 0.1 mm。注：1小試件可以將試料一次倒入試模中，上下壓柱露出試模外約2 cm部分應該相等。2 用水泥穩(wěn)定具有黏結性的材料制成的試件可以立即脫模；用水泥穩(wěn)定無黏 結性材料制成試件最好過數(shù)小時后再脫模。2 錘擊法：步驟同靜力壓實法，不同的是以擊實試驗用的擊錘代替反力框架和千斤頂將上下壓柱擊入已放有試料的試模內， 壓柱頂面應墊一塊牛皮或膠皮，以保護錘面和壓柱頂面不受損傷。29.3.

20、5 試件養(yǎng)生應符合下列規(guī)定：1 試件脫模稱量后應立即放入密封的恒溫恒濕箱內進行養(yǎng)生 ,養(yǎng)生時中、 大試件應先用塑料薄膜包復。2養(yǎng)生時間視需要而定，通常取養(yǎng)生7d。養(yǎng)生期間的溫度應保持(203)Eo3 養(yǎng)生期的最后一天，將試件再次稱量。如果試件需要浸水時，應將試件放入水中浸泡24h，水面應高出試件頂部2.5 cm。取出試件用柔軟的抹布吸 去試件表面的余水， 稱取試件的質量。 在養(yǎng)生期間試件質量的損失： 小試件不 得超過1 g;中試件不得超過4 g；大試件不得超過10 g。試件質量損失超過此 規(guī)定的，應作廢。質量損失是指水分損失， 試件掉粒或掉塊， 不作為水分損失。29.3.6 試驗操作應按下列步

21、驟進行：1取養(yǎng)生后(或已浸泡24h)的試件用游標卡尺量取試件高度，準確至 0.1 mm。2將試件安裝在材料試驗機的升降臺上進行抗壓試驗。在試驗過程中， 應使試件的變形等速增加，并保持速率約為1 mm/min，記錄試件被破壞時的最大壓力。3從破碎試件中取代表性試樣，按本規(guī)程第29.1.5條規(guī)定測定其含水率。29.3.7 試驗結果應按下式計算：Rc= P/A(29.5.8 )式中 Rc 無側限抗壓強度(MPa)，小于2.0 MPa計算至0.01 MPa;大于 2.0MPa 計算至 0.1 MPa ;P試件破壞時最大荷載(N);A試件面積(mm2)29.3.8 本試驗允許相對標準偏差應符合下列規(guī)定：

22、1無側限抗壓強度相對標準偏差：(29.3.8)CV=(S/Rc) 1001 nRc尺式中 cv相對標準偏差(%)；Rc-無側限抗壓強度均值(MPa);S無側限抗壓強度標準偏差(MPa); n-無側限抗壓強度試驗試件個數(shù)。2允許相對標準偏差CV%:小試件CV不大于10 %中試件CV不大于15 %大試件CV不大于20 %29.3.9 記錄格式應符合表 29.3.9的要求。205表2939 無側限抗壓強度試驗記錄試驗編號：最佳含水率：最大干密度：試件壓實度：混合料名稱：固化劑劑量：水泥種類和標號：試件尺寸養(yǎng)生齡期試件壓制石灰等級：扌：材料的顆粒組成：J方法：試件號制試件日期試驗日期養(yǎng)生前試件質量（m

23、 1）g浸水前試件質量（m2）g浸水后試件質量（m2）g養(yǎng)生期間質量損失（m1 m 2）g吸水量（m3- m2）g養(yǎng)生前試件高度（h）cm浸水后試件高度（h）cm試件破壞時最大荷載（P） N無側限抗壓強度（Rc）MPa試件破壞后含水率（w）%復核 _年_月日試驗年月_日29.4 水泥或石灰的劑量測定（EDTA滴定法）29.4.1 本試驗應采用下列儀器設備：1標準篩：孔徑2 mm, 2.5 mm。2搪瓷杯：容積約1.2 L,（ 10個）。3攪拌棍：不銹鋼或粗玻棒（10根）。4 量筒：容量 100 ml、 50 ml、5 ml。5 天平：稱量200 g,分度值1 mg；稱量500 g,分度值0.5

24、 g；稱量100g, 分度值 0.1 g。6 容量瓶： 1000 ml（1 個）。7 燒杯：約 2 L （或 1 L）; 300 ml （10 個）。8 錐形瓶：容量約250 ml （10個）。9 移液管：容量10 ml（ 10支）。10滴定管：酸式50 ml,分度值0.1 ml。11 滴定臺及滴定管夾。12其他設備：秒表、表面皿、瑪瑙研缽、pH試紙（pH1214）、洗瓶、 吸水球、乳膠管、毛刷、去污粉、特種鉛筆、厘米紙、角（或塑料）勺、塑料 桶、試劑瓶。29.4.2 試劑配制應符合下列規(guī)定：1 0.1 mol/L, c（EDTA） 標準溶液： 準確稱取乙二胺四乙酸二鈉 （CioHi4N208

25、Na22H20） 37.226g于1L容量瓶中，用微熱的無CO2純水溶解,待冷至室溫后,繼續(xù)稀釋至刻度。2 10% NH 4C1溶液：將500 g,分析純NH4C1放入10 L潔凈的聚乙烯 桶中，加水4500 ml,充分振蕩使完全溶解。此溶液應當天配制，當天用完。3 1.8% NaOH （含三乙醇胺）溶液：用 100 g天平稱取NaOH , 18 g, 放入潔凈干燥的1000 ml燒杯中，加水1000 ml,待完全溶解并冷至室溫后， 加入 2 ml 三乙醇胺,攪拌均勻后貯于聚乙烯瓶中。4 鈣指示劑：稱取鈣指示劑（C21 H13 07 N2 S Na）0.2 g與預先在105 C烘干1 h的（K

26、2 SO4 ） 20 g，一起放入瑪瑙研缽中混合均勻研成粉末， 貯于棕色瓶中以防止吸潮。29.4.3 標準曲線繪制應按下列步驟進行：1 從現(xiàn)場采取具代表性的石灰、土或集料。風干后,分別過孔徑 2 mm 或2.5 mm篩，然后分別測定其風干含水率，水泥的含水率為零。2 當風干混合料的質量為 300g 時，由以下公式計算混合料的組成，單位 為克。干混合試料的質量二300 g/（1+0.01wg,pt） 干土的質量二干混合料質量/ （1+0.01C） 干石灰（或水泥）質量=干混合料質量-干土質量 風干土質量=干土質量x（ 1+ O.OIWo） 風干石灰的質量=干石灰質量x（ 1 + 0.01wc）

27、應加水的質量=300 g-風干土質量-風干石灰質量 式中 wg,opt 混合料最優(yōu)含水率（） ；C 石灰或水泥劑量（） ； w0 風干土含水率（） ； wc 風干石灰含水率（） 。3 按上述計算混合料組成的方法， 配制 5 種水泥或石灰改良土混合料試 樣，其中水泥或石灰的劑量分別為 0% 、2% 、4% 、 6% 、8% ，每種試樣均取 兩份作平行測定，每份風干混合料為 300g。試樣 1，準備水泥或石灰劑量為 0的風干混合料試樣兩份， 每份 300 g， 分別放入 2 個搪瓷杯中，然后根據混合料的含水率應等于現(xiàn)場預期達到的最優(yōu) 含水率的要求， 按上述計算應加水的質量， 土中所加的水應與現(xiàn)場所用的水相 同。試樣 2，準備水泥或石灰劑量為 2的風干混合料試樣兩份， 每份 300 g， 分別放在兩個搪瓷杯中， 然后根據混合料的含水率應等于現(xiàn)場預期達到的最優(yōu) 含水率的要求，按上述計算應加水的質量，所加的水應與現(xiàn)場所用的水相同。試樣（ 3、4、5），各準備水泥或石灰劑量分別為 4