基于预测公式的简化“三点”击实试验方法★

蔺 彦 玲

(江苏城市职业学院建筑工程学院，江苏 南京 210036)

1 概述

在实际工程中，为了确定最优含水率一般进行室内击实试验。击实试验一般需配制5个不同含水量的试样，有时还需补点，试验工作量大，试验周期长，从取样到获得结果一般需要2 d～3 d时间，尤其在机械化程度高、工期紧的工程施工中，需要很长的时间。为了解决以上问题，本文在总结已有的研究的基础上，提出了简化“三点”击实试验方法。

2 已有方法回顾

分析总结已有的最优含水量预测方法，大致可分为两种：一种是通过现有试验数据得出某一含水率下干密度与最大干密度的关系，通过减少击实试验点如“一点法”和“三点法”来提高击实试验效率；另一种由最优含水率与土的其他参数之间的关系直接计算最优含水率常用方法有各种经验公式。

2.1 减少击实试验点方法探讨

最先提出最优含水率预测公式的是I.H.Handani[1]，他认为不同击实功下土的最大干容重γmax与γ9存在一定关系，只需要进行含水率为9%的击实试验就可得出最大干容重，再通过最大干容重—最优含水率关系可预测最优含水量，此方法以巴基斯坦境内土体推测而来，对我国的境内的土体并不适合。于是与I.H.Handani做法类似，吴国永[2]对轻型和重型击实试验分别建立含水量为8.5%和13%时的干密度ρd8.5,ρd13和最大干密度ρdmax的关系，利用最大干密度ρdmax-ωop的关系得出最优含水率，此方法将室内击实试验分为轻型和重型来分别考虑，且要将现场土样的含水率风干或烘干至13%或者8.5%，实际操作比较难以控制，试验时间可能超过标准击实试验时间，实际意义并不大。

2.2 基于其他参数的最优含水量预测

为了解决试验工作量大、时间长的问题，有学者提出了一系列的经验公式，如土工试验方法标准规定，土的最优含水率在塑限附近；吴中伟[3]提出土的最优含水量为0.55～0.65液限；黄雄[4]利用matlab软件对已有文献中的土的相关参数进行拟合，得出最优含水率拟合公式。经验公式需测定土的一些基本指标，工作量本身就很大，其次它们往往针对某一特定类型的土精确性高，效果好，不具有普遍的意义。

基于对已有数据的统计研究，李君纯[5]提出：“最大干密度和最优含水量关系在一狭窄的带状范围内变化，且这一带状关系和饱和曲线接近平行”(见式(1))通过分析认为该预测公式的结果具有一定的代表意义，首先它集合了较多的样本数量，样本涉及土类、试验方法等比较全面，此外ρdmax-ωop与饱和曲线近似平行,与已有文献结果一致，其结果具有普适性。

(1)

3 基于预测公式的“三点”击实试验方法提出

(2)

其中，ρde为土的天然干密度。

该方法适用于有天然干密度与最大干密度经验公式或已确定所需的最大干密度，优点是不需要进行土的液塑限试验测定，击实试验的试验点数由5点减少到3点，大大减少了击实试验的工作量，使用方便。

4 方法验证及结果分析

以10组现场原状土的干密度和室内击实试验得出的最优含水率(如表1所示)为依据，进行该预测方法的精度验证。

表1 土样原始数据及预测结果精度分析表

通过用10组现场干密度来预测最大干密度和预测最优含水量，发现实测的最优含水量均位于预测的含水量范围内，说明基于预测公式的简化“三点”击实试验方法可行，精度满足要求。

5 结语

本文总结了已有提高击实试验效率方法，认为李君纯提出的统计法集合了较多的样本数量，ρdmax-ωop与饱和曲线近似平行与已有文献结果一致，其结果具有普适性；通过对现场干密度和最大干密度的统计研究，认为在有一定实测数据的基础上用现场干密度预测最大干密度可行，并提出了经验公式；基于现场干密度与最大干密度经验公式和李君纯提出的统计法预测最优含水率提出了简化“三点”击实方法，该方法缩小了最优含水量的范围，降低了试验补点的可能性，减少了试验工作量，精度较高。