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1.4 无黏性土的密实度
无黏性土一般是指具有单粒结构的碎石土与砂土,土粒之间无黏结力,呈松散状态,它们的工程性质与其密实度有着密切的关系,呈密实状态时,强度较大,可作为良好的天然地基;呈松散状态时,则是不良地基。
1.4.1 碎石土的密实度
对于碎石土,因难以取样试验,为了更加准确地反映碎石土的密实程度,《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)规定,对于平均粒径不大于50mm且最大粒径不超过100mm的卵石、碎石、圆砾、角砾,可采用重型圆锥动力触探锤击数来评价其密实度;对于平均粒径大于50mm或最大粒径大于100mm的碎石土,应按野外鉴别方法综合判定其密实度。
1.以重型圆锥动力触探锤击数N63.5为标准
重型圆锥动力触探是用质量为63.5kg的落锤以76cm的落距把探头(探头为圆锥头,锥角60°,锥底直径7.4cm)打入碎石土中,记录探头贯入碎石土10cm的锤击数N63.5。根据重型圆锥动力触探锤击数N63.5可将碎石土划分为松散、稍密、中密和密实4种密实度,具体的划分标准见表1.6。
表1.6 碎石土密实度按N63.5分类
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注 表内N63.5为经综合修正后的平均值。
2.碎石土密实度的野外鉴别
碎石土的密实度可根据野外鉴别方法划分为密实、中密、稍密、松散4种状态,其划分标准见表1.7。
表1.7 碎石土密实度野外鉴别方法
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1.4.2 砂土的密实度
确定砂土密实度的方法有多种,工程中以相对密实度Dr、标准贯入试验锤击数N为标准来划分砂土的密实度。
1.相对密实度Dr
砂土的密实度通常采用相对密实度Dr来判别,其表达式为
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式中 e——砂土在天然状态下的孔隙比;
emax——砂土在最松散状态下的孔隙比,即最大孔隙比;
emin——砂土在最密实状态下的孔隙比,即最小孔隙比。
从式(1.13)可知,若无黏性土的天然孔隙比e接近于emin,即相对密实度Dr接近于1时,土呈密实状态;当e接近于emax时,即相对密实度Dr接近于0,则呈松散状态。根据Dr值可把砂土的密实度状态划分为下列3种,即
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相对密实度试验适用于透水性良好的无黏性土,如纯砂、纯砾等。相对密实度是无黏性粗粒土密实度的指标,它对于土作为土工构筑物地基的稳定性,特别是在抗震稳定性方面具有重要的意义。
2.标准贯入试验
相对密实度从理论上讲是判定砂土密实度的好方法,但由于天然状态的e值不易测准、测定emax和emin的误差较大等实际困难,故在应用上存在许多问题。因此,利用标准贯入试验方法来评价砂土的密实度得到了工程技术人员的广泛采用。标准贯入试验是用规定的锤(质量63.5kg)和落距(76cm)把一标准贯入器(带有刃口的对开管,外径50mm,内径35mm)打入土中,并记录每贯入深度(30cm)所需的锤击数N的一种原位测试方法。砂土根据标准贯入试验的锤击数N分为松散、稍密、中密及密实4种密实度,其划分标准见表1.8。
表1.8 砂土密实度的划分
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注 N为系标准贯入试验锤击数。