土的承载比(CBR)试验(JTG E40-2007/T 0134-1993)
1 目的和适用范围
本试验方法只适用于在规定的试筒内制件后,对各种土和路面基层、底基层材料进行承载比试验。(注:规定的试筒即:内径152mm、高170mm的金属圆筒。另外此试验除了土外,也适用于路面基层、底基层材料,如无机结合料稳定类材料。)
试样的最大粒径宜控制在20mm以内,最大不得超过40mm且含量不超过5%。
2 仪器设备
圆孔筛:孔径40mm、20mm、5mm各1个。
试筒:同击实试验(98次击实)。
夯锤和导管:同击实仪。
贯入杆:端面直径50mm、长约100mm的金属柱。(日本的JIS A1211-2009中贯入杆的端面直径为50mm±,长200mm。)
路面材料强度试验仪或其他荷载装置:量程不小于50KN,速率为1mm/min。
试件顶面上的多孔板:多孔板直径为150mm(日本的JIS A1211-2009中多孔板的直径为148mm±,孔直径在2mm以下,质量为5kg±,且为黄铜制。)。
多空底板。
支撑百分表的架子。
荷载板:直径150mm,中心孔眼直径52mm,每块质量,共4块,并沿直径分为两个半圆块。(日本的JIS A1211-2009中每块质量为±,且为铅制。)一个土一个于
水槽:槽内水面应高出试件顶面25mm。
其他。
3 试样
取具有代表性的风干试料(可在50℃烘箱内烘干),将土颗粒捣碎,尽量不使土或粒料的单个颗粒破碎,土团捣碎均匀后过5mm的筛。(这里容易把土样直接过5mm的筛,把5mm以上的部分直接丢掉,这样得到的样品就不具备代表性了,且对试验结果的影响也是比较大的,这样的操作是不合理的。)
取代表性的试料50kg,过40mm的筛(这里是分析土样是否符合试验要求的,即条的要求。)。将已过筛的试料按四分法取出约25kg。再用四分法将取出的试料分成4份,每份质量6kg,供击实和制试件用。(这里我本人感觉不合理,4份试样,每份6kg,在这里要求的击实是采用表T 0134-2中Ⅱ-2规定的层数和击数,即重型击实,试筒体积为2177cm3,分3层98击,4份试样共24kg,击实试验都不能满足,更何况还要制件。)
实验步骤中,将其余3份试料,按最佳含水率制备3个试件。(我个人认为这里也有很多注意点,在制备试样的过程中,一定要把土样拌匀,使制备的3个试样的含水率误差在最小,或者3个试样可以一次在一起拌匀。因为在试验的最后条的要求中,3个平行试验的结果计算的干密度偏差在cm3,一旦含水率误差较大,对试验结果的影响是直接的,我认为只要把试样拌合均匀,干密度的偏差是可以控制在cm3经度范围内的。)
需要时,可制备三种干密度试件。每层击实分别为30、50、98次,使试件的干密度从低于95%到等于100%的最大干密度。(这里有一点我认为往往会存在一个误区,在CBR试验的报告中,列出的是93%最大干密度、94%最大干密度、96%最大干密度所对应的CBR值,很容易就会认为是30、50、98次击实所对应的干密度的CBR值,这个是错误的。)
制件时,方法基本上同击实试验,只是击实试验最后要求试样不宜高出筒高6mm,这里就变成了10mm,是不是个错误,不再分析,感觉在最佳含水率的情况下,满足试件不高出筒高6mm是合适的、可控的。
泡水测膨胀量中,在试件制成后,取下试件顶面的残破滤纸(这张滤纸是在制件时放在垫块上),放一张好滤纸,并安装多孔板及荷载板,架表。这里没有提到是否在试件的底部放滤纸,我个人在试验中一直在试件的底部放滤纸的,因为在试验的过程中,如果试验的土样为粉土,经过泡水4昼夜,很容易使试件中的试样经多孔底板的孔眼流失,对试验的结果也会造成影响。
贯入试验中,T 0134-1993给出的是通过记录测力计的百分表读数,来控制记录2个贯入量的百分表读数,并且在贯入量达到时,测力计百分表能有5个读数。一般的情况下,在知道该
种土样的CBR值的范围,好通过测力计的百分表读数来控制。如果对该种土样不熟悉的情况下,我建议通过两个测贯入量的百分表读数来记录测力计百分表的读数,这样很容易保证在贯入量为时有5个读数。在日本的JIS A1211-2009中也是通过贯入量来控制力值的。这里是个人的操作习惯,因人而异。
在操作的过程中,我个人感觉有好多的细节需要加以注意:
a.承载比试验仪或路面材料强度试验仪必须保证其工作面水平,因为工作面的水平与否直接影响到两个记录贯入量的百分表的读数,容易导致两个百分表的读数相差较大。
b.贯入杆上的两个测贯入量的百分表的表架要固定牢,且表架的整体也要相对于工作面是水平的,这样也是为了避免两个测贯入量的百分表的读数相差较大,影响试验的结果。
c.在试件泡水过程中,可能存在试样的吸水不均匀,致使试样整体的强度不一,可能也会导致两个记录贯入量的百分表的读数相差较大。这一点只是一种猜测,没有具体的试验依据,仅供探讨。
d.贯入杆要与试样的顶面垂直,这里说的这一点,其实和b中提到的表架原理上是一致的,
我所遇到的表架都是固定在贯入杆上的,只要表架能与工作面保持水平,那么贯入杆也会与试件顶面垂直的。如果不能满足,建议你的仪器能换了。
结果的处理:
首先就是原点的修正,图1的曲线是合适的,图2的曲线为凹曲线,这里需要对曲线进行原点修正。
图1 图2
其次为计算时和5mm时所对应的CBR值,一般采用贯入量为时的单位压力与标准压力之比作为材料的承载比。如果贯入量为5mm时的承载比大于时的承载比,试验应重做,结果仍然如此,则采用5mm时的承载比。经过多次的试验,发现5mm时的承载比大于时的承载比的情况也不少,且同一种土样,在相同的条件下,经过规范的操作试验,如果第一次试验做出来5mm时的承载比大于时的承载比,我个人认为第二次试验做出来的结果亦是如此,不会再出现时的承载比大于5mm时的承载比,如果是,则试验过程中存在问题。所以我认为发现这种情况,不需要重做试验。
在T 0134-1993表T 0134-5(图3)中给出的不同贯入量时的标准荷载强度和标准荷载与日本JIS A1211-2009(图4)中的有所区别。
图3
图4
这里仅作参考,只作为对比。
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