粗粒土与巨粒土Z大干密度试验（振动台法）振动台法试验装置

粗粒土与巨粒土zui大干密度试验（振动台法）振动台法试验装置

一、目的与适用范围

采用振动台法测定无粘性自由排水粗粒土和巨粒土（包括堆石料）的zui大干密度。

试验适用于通过0.074mm标准筛的质量百分率不大于15%的粗粒土和巨粒土。对zui大颗粒大于60mm的巨粒土，应相似级配法制备缩小粒径的系列模型试料。

二、试验仪器设备

振动台、试筒、套筒，加重底板、加重块、百分表及表架、台秤、起吊机、标准筛及其他工具。

三、试验主要步骤

1.干土法

1)、将充分搅拌均匀并烘干的试样分成三份。将其中一份装入已称量的试筒中，注意使颗粒分离度zui小（装完击实后的试样等于或略低于筒高的1/3）。

2)、放置合适的加重底板于试料上，卸下加重底板把手。将试筒固定于振动台上，装上套筒，将合适的加重块置于加重底板上。设定振动台的振动频率和振幅，开启振动机，在50Hz下振动10min在60Hz下振动8min。振毕卸去加重块及加重底板。

3)、重复以上1)、2)步骤进行第二、第三层振动压实。第三层振毕加重底板不再立即卸去。

4)、卸去套筒，将百分表架支杆插入每个试筒导向瓦套孔中，刷净试筒顶面上及加重底板上位于试筒导向瓦两侧测量位置所积落的细粒土。分别测读并记录试筒导向瓦每侧试筒顶沿面（中心线处）各三个百分表读数，共12个读数（其平均值即为百分表初始读数Ri）；再从加重底板上测读并记录出相应读数（其平均值即为终了百分表读数Rf）。

5)、卸去加重底板，卸下套筒，在此过程中若试筒沿面和加重底板上的细粒土落入试筒中的质量超过试样总质量的0.2%，应测定其质量，并在报告中注明。

6)、在合适的台称上称量并记录试筒及试样总质量，计算zui大干密度ρdmax。

7)、重复以上1)至6)步骤，直至获得一致的zui大干密度值（在2%以内）。

2.湿土法

1)、将板均匀颗粒级配及含水量的试料，大致分成三份。如果向干料中加水，zui小饱和时间位0.5小时，加水宜加到足够份量。

注：对于估算向烘干试料中的加水量，起初可尝试每4.5kg试料加约1000ml的水量，或按下式估算：

Mw=Ms(ρw／ρd－1／Gs)

式中：Mw—— 加水量，g

ρd——由起初振密结果所估算的干密度，kg/m3

 Ms——试样质量，g,

Ρw——水的密度,1000 kg/m3

Gs——土粒比重，kg/m3

2)、装试筒于振动台上。启动振动台，将湿料徐徐装填入试筒（装填宜使振毕试样等于或略低于筒高的1/3），大致振动2～3min后，宜用尽可能不带走土粒的办法吸去试样表面的所有自由水。

3)、装上加重底板、套筒及加重块，振动试筒及试样。振毕卸去加重块及加重底板，吸去试样表面所有的自由水。

4)、进行第二、第三层振动压实。第三层振毕加重底板不再立即卸去。

5)、卸下套筒，吸去加重底板上及边缘的所有自由水。按“干土法”中步骤4）测读并记录百分表读数。

6)、卸下加重底板及试筒。测定并记录试筒与试样的总质量。为测定试样的含水量，仔细地将试筒中全部湿试样倒入已知质量地盘中，并将粘附于试筒内壁及筒的所有颗粒冲洗于盘中，然后将试样烘干至衡量，测定并记录其烘干质量。

四、计算

对干土法，zui大干密度按下式计算：

ρdmax=Md／V

式中：ρdmax——zui大干密度，kg/m3

Md——干试样质量，kg

V——振毕密实试样体积，m3

V=[V－Ac(ΔH ／10)]×106筒

V——标定的试筒体积，m3

Ac——标定的试筒横断面积, cm2

ΔH＝(Ri －Rf)( 顺时针读数百分表)

   ＝(Rf －Ri)（逆时针读数百分表）

Ri——初始百分表读数，0.01mm

Rf——振毕后加重底板上相对位置百分表终读数的均值，0.01mm

Tp——加重底板厚度，mm

对湿土法，zui大干密度按下式计算：

ρdmax＝Mm/[V(1＋0.01ω)]

式中：Mm——振毕密实湿试样质量，kg；

ω——振毕密实试样含水量，％。

巨粒土原型料zui大干密度应按以下方法确定：

1.作图法

2.计算法

对几组系列试验结果用曲线拟合法可整理出下式：

ρdmax＝a＋b㏑Mr

式中a、b为常数。

由于Mr＝1时，ρdmax＝ρDmax ，所以a＝ρDmax ，

即ρdmax＝ρDmax＋b㏑Mr,

令Mr＝1时，即得原型料值ρDmax。

五、备注：

计算干土法所测定的zui大干密度试验结果的平均值作为试验报告的zui大干密度值，当湿土法结果比干土法高时，采用湿土法试验结果的平均值。

zui大干密度试验结果精度要求如表：

试料 标准差(kg/cm3) 两个试验结果的允许范围（以平均百分数表示）%

粒径＜5mm ±13 2.7

粒径5～60mm ±22 4.1