粗粒土與巨粒土zui大干密度試驗（振動臺法）振動臺法試驗裝置

一、目的與適用范圍

采用振動臺法測定無粘性自由排水粗粒土和巨粒土（包括堆石料）的zui大干密度。

試驗適用于通過0.074mm標準篩的質(zhì)量百分率不大于15%的粗粒土和巨粒土。對zui大顆粒大于60mm的巨粒土，應相似級配法制備縮小粒徑的系列模型試料。

二、試驗儀器設(shè)備

振動臺、試筒、套筒，加重底板、加重塊、百分表及表架、臺秤、起吊機、標準篩及其他工具。

三、試驗主要步驟

1.干土法

1)、將充分攪拌均勻并烘干的試樣分成三份。將其中一份裝入已稱量的試筒中，注意使顆粒分離度zui小（裝完擊實后的試樣等于或略低于筒高的1/3）。

2)、放置合適的加重底板于試料上，卸下加重底板把手。將試筒固定于振動臺上，裝上套筒，將合適的加重塊置于加重底板上。設(shè)定振動臺的振動頻率和振幅，開啟振動機，在50Hz下振動10min在60Hz下振動8min。振畢卸去加重塊及加重底板。

3)、重復以上1)、2)步驟進行第二、第三層振動壓實。第三層振畢加重底板不再立即卸去。

4)、卸去套筒，將百分表架支桿插入每個試筒導向瓦套孔中，刷凈試筒頂面上及加重底板上位于試筒導向瓦兩側(cè)測量位置所積落的細粒土。分別測讀并記錄試筒導向瓦每側(cè)試筒頂沿面（中心線處）各三個百分表讀數(shù)，共12個讀數(shù)（其平均值即為百分表初始讀數(shù)Ri）；再從加重底板上測讀并記錄出相應讀數(shù)（其平均值即為終了百分表讀數(shù)Rf）。

5)、卸去加重底板，卸下套筒，在此過程中若試筒沿面和加重底板上的細粒土落入試筒中的質(zhì)量超過試樣總質(zhì)量的0.2%，應測定其質(zhì)量，并在報告中注明。

6)、在合適的臺稱上稱量并記錄試筒及試樣總質(zhì)量，計算zui大干密度ρdmax。

7)、重復以上1)至6)步驟，直至獲得一致的zui大干密度值（在2%以內(nèi)）。

2.濕土法

1)、將板均勻顆粒級配及含水量的試料，大致分成三份。如果向干料中加水，zui小飽和時間位0.5小時，加水宜加到足夠份量。

注：對于估算向烘干試料中的加水量，起初可嘗試每4.5kg試料加約1000ml的水量，或按下式估算：

Mw=Ms(ρw／ρd－1／Gs)

式中：Mw—— 加水量，g

ρd——由起初振密結(jié)果所估算的干密度，kg/m3

 Ms——試樣質(zhì)量，g,

Ρw——水的密度,1000 kg/m3

Gs——土粒比重，kg/m3

2)、裝試筒于振動臺上。啟動振動臺，將濕料徐徐裝填入試筒（裝填宜使振畢試樣等于或略低于筒高的1/3），大致振動2～3min后，宜用盡可能不帶走土粒的辦法吸去試樣表面的所有自由水。

3)、裝上加重底板、套筒及加重塊，振動試筒及試樣。振畢卸去加重塊及加重底板，吸去試樣表面所有的自由水。

4)、進行第二、第三層振動壓實。第三層振畢加重底板不再立即卸去。

5)、卸下套筒，吸去加重底板上及邊緣的所有自由水。按“干土法”中步驟4）測讀并記錄百分表讀數(shù)。

6)、卸下加重底板及試筒。測定并記錄試筒與試樣的總質(zhì)量。為測定試樣的含水量，仔細地將試筒中全部濕試樣倒入已知質(zhì)量地盤中，并將粘附于試筒內(nèi)壁及筒的所有顆粒沖洗于盤中，然后將試樣烘干至衡量，測定并記錄其烘干質(zhì)量。

四、計算

對干土法，zui大干密度按下式計算：

ρdmax=Md／V

式中：ρdmax——zui大干密度，kg/m3

Md——干試樣質(zhì)量，kg

V——振畢密實試樣體積，m3

V=[V－Ac(ΔH ／10)]×106筒

V——標定的試筒體積，m3

Ac——標定的試筒橫斷面積, cm2

ΔH＝(Ri －Rf)( 順時針讀數(shù)百分表)

   ＝(Rf －Ri)（逆時針讀數(shù)百分表）

Ri——初始百分表讀數(shù)，0.01mm

Rf——振畢后加重底板上相對位置百分表終讀數(shù)的均值，0.01mm

Tp——加重底板厚度，mm

對濕土法，zui大干密度按下式計算：

ρdmax＝Mm/[V(1＋0.01ω)]

式中：Mm——振畢密實濕試樣質(zhì)量，kg；

ω——振畢密實試樣含水量，％。

巨粒土原型料zui大干密度應按以下方法確定：

1.作圖法

2.計算法

對幾組系列試驗結(jié)果用曲線擬合法可整理出下式：

ρdmax＝a＋b㏑Mr

式中a、b為常數(shù)。

由于Mr＝1時，ρdmax＝ρDmax ，所以a＝ρDmax ，

即ρdmax＝ρDmax＋b㏑Mr,

令Mr＝1時，即得原型料值ρDmax。

五、備注：

計算干土法所測定的zui大干密度試驗結(jié)果的平均值作為試驗報告的zui大干密度值，當濕土法結(jié)果比干土法高時，采用濕土法試驗結(jié)果的平均值。

zui大干密度試驗結(jié)果精度要求如表：

試料 標準差(kg/cm3) 兩個試驗結(jié)果的允許范圍（以平均百分數(shù)表示）%

粒徑＜5mm ±13 2.7

粒徑5～60mm ±22 4.1