试验规程

   2006-09-22 中国路桥网 佚名 6280

室内载重比试验
1.目的:
利用C.B.R.(Califorhia Bearing Ratio)试验设备配合夯实试验结果,於试验室进行载重比试验,以求得贯入杆贯入土壤的阻抗和贯入标准碎石阻抗之比值(载重比)与土壤乾密度之关系,以提供现场填土品质控制之参考。
2.设备:
a.夯实试验设备:包括标准夯实试验或改良式夯实试验设备。
b.CBR试验模具:包括内径15.2cm,高度12.7cm之试体夯模6组,及配合夯模使用之延伸环、垫块、多孔底钣、膨胀延伸器、膨胀架等。
c.贯入杆:断面积3in2之圆柱形贯入杆。
d.超载基钣:直径约150mm之圆形铅钣,中央打孔,孔径50.8mm(2 in),钣重4.54kg(10lb)。
e.抗压主机:采用计测公司制造之机械式抗压主机,负载能力5吨以上。
f.量测系统:包括冲程5.0cm、精度0.01mm,量测轴向变位之测微表,以及负载容量5吨以上、精度0.1kg量测贯入阻抗之压力衡圈。
g.其他:药刀、戒尺、水槽、调土设备、大型电子秤、含水量量测设备等。
 
3.试验方法:
a.依据TRANBBS设计 求进行土壤夯实试验,并求得试验土壤之最佳含水量(OMC)及最大乾密度(rdmax)。
b.依据所得土壤最佳含水量调配土样,并将土样分成三层(五层),各以每层10下、30下、65下之夯击次数,将土样夯入下衬垫块之CBR模具中,重模三组不同夯实能量之试体。
c.去除模具延伸环,将试体表面刮平後翻转试体,并去除模具底部垫块。
d.将翻转後之试体固定於底钣上,加上超载基钣後将其安装於抗压主机上,并以手动控制使试体表面与抗压机上之贯入杆微微接触。
e.启动抗压机,以1.27mm/min之速率使贯入杆压入试体中。
f.利用量测系统读取贯入杆贯入量及其对应之贯入阻抗,至贯入阻抗下降或贯入量达12.7mm以上为止。
g.将土样自模具中顶出,分上、中、下三部份分别采取部份土样一并进行含水量测定。
h.重复b~c步骤,并於试体上下加装滤纸後,将试体固定於多孔底钣上,加上膨胀延伸器、超载基钣、膨胀架及测微表後将全部设备置於水槽中,加水使水淹过试体顶部,同时记录土体膨胀量达96小时或膨胀量不再增加为止。
i.将试体自水槽中取出,倒掉上部积水後将其静置15分钟令其自由排水。
j.将试体安装於抗压主机上,并以手动控制使试体表面与抗压机上之贯入杆微微接触,再重复e~g步骤。
 
4.试验结果:
利用所得之贯入量及贯入阻抗关系绘出其对应关系曲线,并经原点修正後求得2.5mm、5.0mm、7.5mm、10.0mm及12.5mm贯入量时贯入杆阻抗和贯入标准碎石阻抗之比值(载重比),再以其最大载重比与该对应土样之乾密度绘出CBR值~土壤乾密度关系曲线。经由曲线内插法即可求得设计土壤乾密度所对应之设计载重比。
室内全颗粒分析试验
1.目的:
利用现场取得含粗颗粒之土样,於试验室内进行颗粒分析试验,以求得该土样之完整粒径分布状况。
2.设备:
a.大型筛网:采用TONYAN公司制造3"、2"、1.5"、3/4"、3/8"、#4等大型手摇式筛网。
b.小型筛网:采用TONYAN公司制造#10、#20、#40、#60、#100、#200等小型摇筛机用筛网。
c.摇筛机:使用计测公司代理之电动摇筛机。
d.土样气乾拌合设备:拌合筒、胶布等。
e.其他:橡胶锤、烤箱、含水量测定试验设备等。
3.试验方法:
a.将现场取回之土样经气乾後,利用橡胶锤轻轻敲散附著在粗颗粒上之土样。
b.根据最大颗粒尺寸决定使用土样重量,决定原则如下表所示:

最大颗粒尺寸(in)
最小重量 求(g)

3/4
1000

1
2000

1.5
3000

2
4000

3
5000

c.将气乾试体充份混合後取适当重量通过大型手摇筛,记录各筛存留重量後,取具代表性之粗颗粒土样进行含水量测定。
d.记录通过#4号筛之土样总重後,再将土样充份混合并取约115公克具代表性之土样置入烤箱,再利用105oC温度烘乾24小时以上,以去除其水份并测定其含水量。
e.将烘乾後土样利用小型摇筛机进行筛分析,并记录其结果。
4.试验结果:
将#10号筛以上之土样经含水量修正後记录各筛存留乾重。同时将通过#10号筛之土样经百分比修正後,将各筛停留重量合并计算,以求得各筛号存留百分比、累积存留百分比及累积通过百分比,并藉以绘出该土样之全颗粒分析曲线。
土壤膨胀试验
1.目的:
利用试验室加载设备量测长期位於地下水位以上之膨胀性土壤及细颗粒回填土壤於开挖或地面水渗入後可能造成之膨胀压及膨胀量。
2.设备:
a.模具:试体模具高度0.75in(19.0mm)以上。
b.加载设备:加压系统负载能力至少为200%设计荷重以上。
c.变位计:采用之精度0.0001in(0.0025mm)以上之变位计(LVDT)。
d.重模设备:标准夯实试验夯锤及模具(ASTM D698, Method A)。
e.其他:试体上下盖板、压密试验相关设备等。
3.试验方法:
a.於保持试体原有含水量条件下,依薄管试体采样方式进行。
b.依据采用土样之最佳含水量及最大乾密度重模试体。 c.依据压密试验方式组合试验设备。
d.将组合完成之设备装置於加压系统上。
e.准备50lb/ft2(2.4Kpa=0.0245kg/cm2)之初始荷重。 
f.校正各项记录器(Gage),并标定各项设备之初始装设位置。
g.准备通过4号筛之土样2lb(1kg),及依其最佳含水量准备所 之拌合用水。
h.量测压密环重量。
i.夯制试体。完成之试体高度以略大於模具顶部1/4in(6mm)为原则。
j.去除延伸环并整修试体。
k.采取整修剩馀之土样量测含水量。
l.试体整修後,尚未安装於加压设备之前 利用玻片覆盖於试体两端,以防 止水份丧失。
m.配合压密环体积量测所得之试体密度及含水量,其误差值 分别小於1lb/ft3 (0.01602g/cm3)及1%以内。所得试体若不符合设计所求,则应予废弃并重新夯制试体。
n.试验所采用之试体须一次制作完成,并置於养护皿中备用,以期各试体具有一致之土壤性质。
o.如同压密试验方式将试体装置於加压设备上。
p.於试体上施加初始荷重50lb/ft2(2.4Kpa=0.0245kg/cm2)。
q.记录施加初始荷重前之记录器读数r1及平衡後之记录器读数r2,并据此求得实№试体高度。
r.主要试验可分为三个部份:
(Ⅰ) 加压-膨胀试验
(a) 於试体顶部施加初始荷重50lb/ft2,俟其平衡後记录初始记录器读数r1。
(b) 於压密室内加水,使试体下方透水石开始吸水。所加之水量以不使试体产生上举现象为原则。
(c) 当试体吸水开始产生膨胀现象时,立即施加适量之轴向荷重,令其恢复原有之试体高度。
(d) 反覆进行(c)步骤,直到试体维持48小时以上不再产生膨胀现象为止。则此时维持平衡所 之最大轴向荷重,即为此试体之最大膨胀压。
(e) 由最大轴向荷重开始,依1/2倍、1/4倍、1/8倍最大轴向荷重...至初始荷重50lb/ft2为止依次解除试体顶部荷重,各级荷重分别保持24小时,并记录各级荷重达平衡时记录器体之最终读数r2。
(f) 取下试体并量测土样之含水量、饱和度、单位重及比重等。
(Ⅱ) 膨胀-加压试验
(a) 於试体顶部施加初始荷重50lb/ft2,俟其平衡後记录初始记录器读数r1。
(b) 於压密室内加水,并令试体於初始荷重下吸水膨胀48小时,以期达到完全膨胀现象。
(c) 利用(Ⅰ)中所得最大轴向荷重之1/8倍、1/4倍、1/2倍及1倍荷重依次施加於试体顶部,并记录各级荷重达平衡时记录器体之最终读数r2。
(d) 取下试体并量测土样之含水量、饱和度、单位重及比重等。
(Ⅲ) 设计荷重之膨胀试验
(a) 於试体顶部施加初始荷重50lb/ft2,俟其平衡後记录初始记录器读数r1。
(b) 於试体顶部施加设计荷重,并依(Ⅰ)之试验步骤於压密室内加水,使试体吸水饱和。
(c) 令试体於设计荷重下吸水膨胀48小时或达到完全膨胀现象为止,俟其平衡後记录记录器最终读数r2。
(d) 去除荷重并取下试体量测土样之含水量、饱和度、单位重及比重等。
4.试验结果:
膨胀百分率(%)=[(h2-hi)/hi]×100%
其中 hi=试体初始高度
h2=某荷重下试体最终平衡高度
5.报告内容
a.孔号、深

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