藺 彥 玲

(江蘇城市職業(yè)學院建筑工程學院，江蘇 南京 210036)

1 概述

在實際工程中，為了確定最優(yōu)含水率一般進行室內(nèi)擊實試驗。擊實試驗一般需配制5個不同含水量的試樣，有時還需補點，試驗工作量大，試驗周期長，從取樣到獲得結(jié)果一般需要2 d～3 d時間，尤其在機械化程度高、工期緊的工程施工中，需要很長的時間。為了解決以上問題，本文在總結(jié)已有的研究的基礎(chǔ)上，提出了簡化“三點”擊實試驗方法。

2 已有方法回顧

分析總結(jié)已有的最優(yōu)含水量預測方法，大致可分為兩種：一種是通過現(xiàn)有試驗數(shù)據(jù)得出某一含水率下干密度與最大干密度的關(guān)系，通過減少擊實試驗點如“一點法”和“三點法”來提高擊實試驗效率；另一種由最優(yōu)含水率與土的其他參數(shù)之間的關(guān)系直接計算最優(yōu)含水率常用方法有各種經(jīng)驗公式。

2.1 減少擊實試驗點方法探討

最先提出最優(yōu)含水率預測公式的是I.H.Handani[1]，他認為不同擊實功下土的最大干容重γmax與γ9存在一定關(guān)系，只需要進行含水率為9%的擊實試驗就可得出最大干容重，再通過最大干容重—最優(yōu)含水率關(guān)系可預測最優(yōu)含水量，此方法以巴基斯坦境內(nèi)土體推測而來，對我國的境內(nèi)的土體并不適合。于是與I.H.Handani做法類似，吳國永[2]對輕型和重型擊實試驗分別建立含水量為8.5%和13%時的干密度ρd8.5,ρd13和最大干密度ρdmax的關(guān)系，利用最大干密度ρdmax-ωop的關(guān)系得出最優(yōu)含水率，此方法將室內(nèi)擊實試驗分為輕型和重型來分別考慮，且要將現(xiàn)場土樣的含水率風干或烘干至13%或者8.5%，實際操作比較難以控制，試驗時間可能超過標準擊實試驗時間，實際意義并不大。

2.2 基于其他參數(shù)的最優(yōu)含水量預測

為了解決試驗工作量大、時間長的問題，有學者提出了一系列的經(jīng)驗公式，如土工試驗方法標準規(guī)定，土的最優(yōu)含水率在塑限附近；吳中偉[3]提出土的最優(yōu)含水量為0.55～0.65液限；黃雄[4]利用matlab軟件對已有文獻中的土的相關(guān)參數(shù)進行擬合，得出最優(yōu)含水率擬合公式。經(jīng)驗公式需測定土的一些基本指標，工作量本身就很大，其次它們往往針對某一特定類型的土精確性高，效果好，不具有普遍的意義。

基于對已有數(shù)據(jù)的統(tǒng)計研究，李君純[5]提出：“最大干密度和最優(yōu)含水量關(guān)系在一狹窄的帶狀范圍內(nèi)變化，且這一帶狀關(guān)系和飽和曲線接近平行”(見式(1))通過分析認為該預測公式的結(jié)果具有一定的代表意義，首先它集合了較多的樣本數(shù)量，樣本涉及土類、試驗方法等比較全面，此外ρdmax-ωop與飽和曲線近似平行,與已有文獻結(jié)果一致，其結(jié)果具有普適性。

(1)

3 基于預測公式的“三點”擊實試驗方法提出

(2)

其中，ρde為土的天然干密度。

該方法適用于有天然干密度與最大干密度經(jīng)驗公式或已確定所需的最大干密度，優(yōu)點是不需要進行土的液塑限試驗測定，擊實試驗的試驗點數(shù)由5點減少到3點，大大減少了擊實試驗的工作量，使用方便。

4 方法驗證及結(jié)果分析

以10組現(xiàn)場原狀土的干密度和室內(nèi)擊實試驗得出的最優(yōu)含水率(如表1所示)為依據(jù)，進行該預測方法的精度驗證。

表1 土樣原始數(shù)據(jù)及預測結(jié)果精度分析表

通過用10組現(xiàn)場干密度來預測最大干密度和預測最優(yōu)含水量，發(fā)現(xiàn)實測的最優(yōu)含水量均位于預測的含水量范圍內(nèi)，說明基于預測公式的簡化“三點”擊實試驗方法可行，精度滿足要求。

5 結(jié)語

本文總結(jié)了已有提高擊實試驗效率方法，認為李君純提出的統(tǒng)計法集合了較多的樣本數(shù)量，ρdmax-ωop與飽和曲線近似平行與已有文獻結(jié)果一致，其結(jié)果具有普適性；通過對現(xiàn)場干密度和最大干密度的統(tǒng)計研究，認為在有一定實測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上用現(xiàn)場干密度預測最大干密度可行，并提出了經(jīng)驗公式；基于現(xiàn)場干密度與最大干密度經(jīng)驗公式和李君純提出的統(tǒng)計法預測最優(yōu)含水率提出了簡化“三點”擊實方法，該方法縮小了最優(yōu)含水量的范圍，降低了試驗補點的可能性，減少了試驗工作量，精度較高。