在工程建设中经常会遇到需要将土按一定要求进行堆填和密实的情况，例如路堤、土坝、桥台、挡土墙、管道埋设、基础垫层以及基坑回填等。填土经挖掘、搬运之后，原状结构已被破坏，含水率亦发生变化，未经压实的填土强度低，压缩性大而且不均匀，遇水易发生塌陷、崩解等。土的压实就是通过碾压或振动的方法，将具有一定级配、含水量的松散土压实成具有一定强度的土层。在室内通常采用击实试验测定扰动土的压实性指标，即土的压实度（压实系数）；在现场通过夯打、碾压或振动达到工程填土所要求的压实度。
1）击实试验和击实曲线
在实验室进行土的击实试验，是研究土压实性的基本方法。所用的主要设备是击实仪，它分轻型和重型两种。轻型击实试验适用于粒径小于5mm的黏性土，而重型击实试验适用于粒径不大于20mm的土。
击实试验时，将风干的土样等分成至少5份，每份加入不同的水量充分搅拌，制备不同含水量的试样，将拌和土样装入击实筒中，每铺一层（共3～5层）后均用击实锤按规定的落距和击数锤击土样，直至把被击实的土样充满击实筒。再由击实筒的体积和筒体被压实土的总重计算出湿密度ρi，同时测出含水量ωi，并可由换算公式算出干密度ρdi。
通常由一组几个（通常为5个）不同含水量的同一种土样分别按上述方法进行试验（详细试验方法和试验仪器见《土工试验方法标准》），得出几组ωρd的试验数据，绘制含水率与干密度曲线，如图2-16所示，称为击实曲线。击实曲线以含水量为横坐标，干密度为纵坐标，曲线上的峰值为最大干密度ρd，max，与之相应的横坐标（制备含水量）称为最优含水量，用ωop表示。
图2-16 击实曲线
压实填土的最大干密度和最优含水量应采用击实试验确定。对于碎石、卵石或岩石碎屑等填料，其最大干密度取2100～2200kg/m3。对于黏性土或粉土填料，当无试验资料时，可按下式计算最大干密度：
式中：η——经验系数，粉质黏土取0.96，粉土取0.97；
ρw——水的密度（kg/m3）；
Gs——土粒的相对密度；
ωop——最优含水量（%）。
2）影响击实效果的因素
影响击实效果的因素很多，但最重要的是含水量、击实功（能）和土的性质。
（1）含水量的影响
含水率的大小对土的压实效果影响极大。
在同一压实功能作用下，黏性土在含水量低时，土粒表面的结合水膜薄，击实过程中，土颗粒间的作用力以引力为优势，在一定的外力击实功能下，颗粒相对错动困难，并趋向于形成任意排列，干密度就低。随着含水量的增加，结合水膜增厚，击实过程中，颗粒间排斥力增大，颗粒错动容易，因此颗粒定向排列增多，干密度也就相应增大。当含水量超过某一值后，虽仍能使土颗粒间引力减小，但颗粒间结合水膜承担了一部分击实功，粒间所受的有效应力减小，土体不易压实，继续增加含水量，只能使密度降低。
（2）击实功的影响
夯击的击实功与夯锤的质量、落高、夯击次数以及被夯击土的厚度等有关；碾压的压实功则与碾压机具的质量、接触面积、碾压遍数以及土层的厚度等有关。
对于同一土料，加大击实功，能克服较大的粒间阻力，会使土的最大干密度增加，而最优含水量减小，如图2-17所示。同时，当含水量较低时击数（能量）的影响较为显著。当含水量较高时，含水量与干密度的关系曲线趋近于饱和曲线。也就是说，这时靠加大击实功来提高土的密实度是无效的。
图2-17 不同击数下的击实曲线
（3）土的性质的影响
在相同压实功能条件下，土颗粒越粗，最大干密度就越大，最优含水率越小，土越容易压实；土中含腐殖质多，最大干密度就小，最优含水率则大，土不易压实；级配良好的土压实后比级配均匀土压实后最大干密度大，而最优含水率要小，即级配良好的土容易压实。究其原因，是在级配均匀的土体内，较粗土粒形成的孔隙很少有细土粒去填充，而级配不均匀的土则相反，有足够的细土粒填充，因而可以获得较高的干密度。图2-18（a）所示为5种不同粒径、级配的土料，在同一标准的击实试验中所得到的5条击实曲线如图2-18（b）所示。
图2-18 5种土的不同击实曲线
可见，含粗粒越多的土样其最大干密度越大，而最优含水量越小，即随着粗粒土增多，曲线形态不变但朝左上方移动。对于砂性土，其干密度与含水率之间的关系没有单一峰值点反映在压实曲线上，且干砂和饱和砂土压实时干密度大，容易密实；而湿的砂土，因有毛细压力作用使砂土互相靠紧，阻止颗粒移动，压实效果不好。故最优含水率的概念一般不适用于砂性土等无黏性土。无黏性土的压实标准常以相对密实度Dr控制，一般不进行室内击实试验。
3）压实系数
在工程实践中，用土的压实度或压实系数来直接控制填方工程质量。压实系数用λ表示，它定义为工地压实时要求达到的最大干密度
与室内击实试验所得到的最大干密度ρdmax之比值，即
对于砌体承重结构及框架结构，在地基主要受力层范围内，λ≥0.97；在地基主要受力层范围以下，λ≥0.95。对于排架结构，在地基主要受力层范围内，λ≥0.96；在地基主要受力层范围以下，λ≥0.94。
2-1 土是如何生成的？它与其他材料（如混凝土和钢材等）相比较，最主要的区别是什么？土具有哪些主要特征？
2-2 什么是土的颗粒级配？什么是土的颗粒级配曲线，有何用途？
2-3 土中水按性质可以分为哪几类？
2-4 什么是土的物理性质指标？哪些指标是可以直接测定的，哪些指标是需要通过换算得到的？
2-5 为什么要区分干密度、饱和密度、有效密度？
2-6 土粒的相对密度（比重）与土的相对密实度有何区别？如何根据相对密实度判断砂土的密实程度？
2-7 什么是黏性土的界限含水量？什么是土的液限、塑限、缩限、塑性指数和液性指数？
2-8 影响土的压实性的主要因素是什么？
2-9 什么叫d10、d30、d60、Cc和Cu？如何在级配曲线上求得这些指标？它们各有什么用途？
2-10 流砂与管涌现象有什么区别和联系？
2-1 从某土层取原状土做试验，测得土样体积为50cm3，湿土样质量为98g，烘干后质量为77.5g，土粒相对密度为2.65。计算土的含水量ω、干重度γd、孔隙比e、孔隙率n及饱和度Sr。
2-2 天然完全饱和土样切满于环刀内，称得总质量为72.49g，经105℃烘至恒重为61.28g，已知环刀质量为32.54g，土粒相对密度（比重）为2.74，试求该土样的天然密度ρ、天然含水量ω、干密度ρd及天然孔隙比e。
2-3 计算并绘制出如图2-19所示地基土中的自重应力沿深度的分布曲线。土层分布为：第一层，杂填土，γ=16.0kN/m3；第二层，粉质黏土，γ=17.5kN/m3，γsat=19.5kN/m3；第三层，淤泥，γsat=17.0kN/m3（水的重度γw=10kN/m3）。
图2-19 习题2-3图
2-4 某土样经试验测得体积为100cm3，湿土质量为187g，烘干后的干土质量为167g。若土粒相对密度ds=2.66，试求该土样的含水量ω、密度ρ、孔隙比e和饱和度Sr（ρw=1.0g/cm3）。
2-5 砂土土样的密度为1.77g/cm3，含水量为9.8％，土粒的比重为2.67，烘干后测定最小孔隙比为0.461，最大孔隙比为0.943，试求孔隙比e和相对密实度Dr，并评定该砂土的密实度。
2-6 某地基土样物理性质指标如下：含水量ω=18%，干密度ρd=1.60g/cm3，相对密度ds=2.72，液限ωL=30%，塑限ωP=16%。求：（1）该土的孔隙比e、孔隙率n、饱和度Sr。（2）塑性指数IP、液性指数IL，并确定土的名称及状态。
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