承載比(CBR)試驗(yàn)(2)

1、承載比（承載比（CBRCBR）試驗(yàn)）試驗(yàn)主要內(nèi)容主要內(nèi)容 室內(nèi)室內(nèi)CBRCBR試驗(yàn)試驗(yàn)一一定義 承載比試驗(yàn)又稱加州承載比，是承載比試驗(yàn)又稱加州承載比，是California Bearing Ration的縮寫。此方法由美國(guó)加的縮寫。此方法由美國(guó)加利福尼亞州公路局首先提出來，故因此得利福尼亞州公路局首先提出來，故因此得名，簡(jiǎn)稱名，簡(jiǎn)稱CBR。所謂。所謂CBR值，是指試料貫值，是指試料貫入量達(dá)入量達(dá)2.5mm時(shí)，單位壓力對(duì)標(biāo)準(zhǔn)碎石壓時(shí)，單位壓力對(duì)標(biāo)準(zhǔn)碎石壓入相同貫入量時(shí)標(biāo)準(zhǔn)荷載強(qiáng)度的比值。入相同貫入量時(shí)標(biāo)準(zhǔn)荷載強(qiáng)度的比值。意義（為什么） 1. CBR 指標(biāo)列入了我國(guó)指標(biāo)列入了我國(guó)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)公路

2、路基設(shè)計(jì)規(guī)范范、公路路基施工技術(shù)規(guī)范公路路基施工技術(shù)規(guī)范，作為，作為路基填料選擇的依據(jù)。路基填料選擇的依據(jù)。 2在鐵路路基施工中也采用在鐵路路基施工中也采用 CBR 作為評(píng)作為評(píng)價(jià)填料強(qiáng)度的輔助指標(biāo)。價(jià)填料強(qiáng)度的輔助指標(biāo)。 CBR 試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是能測(cè)出填料浸水后的強(qiáng)度，這一指標(biāo)對(duì)是能測(cè)出填料浸水后的強(qiáng)度，這一指標(biāo)對(duì)鐵路浸水路基非常重要。鐵路浸水路基非常重要。 3、CBR用于評(píng)定基層、墊層或土基材料的相對(duì)承載力，用于評(píng)定基層、墊層或土基材料的相對(duì)承載力，是一項(xiàng)反映土體抗垂直位移和抵抗局部荷載壓入變形能力是一項(xiàng)反映土體抗垂直位移和抵抗局部荷載壓入變形能力的指標(biāo)，當(dāng)接近極限平衡條件時(shí)，兼可反

3、映土體抗剪強(qiáng)度的指標(biāo)，當(dāng)接近極限平衡條件時(shí)，兼可反映土體抗剪強(qiáng)度的相對(duì)量度。的相對(duì)量度。 4、CBR值反映了路基填筑材料的水穩(wěn)性和整體強(qiáng)度的大值反映了路基填筑材料的水穩(wěn)性和整體強(qiáng)度的大小，不僅可與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)作為無機(jī)結(jié)合材料的試小，不僅可與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)作為無機(jī)結(jié)合材料的試驗(yàn)補(bǔ)充，還解決了砂和砂礫類建筑材料因顆粒間沒有粘聚驗(yàn)補(bǔ)充，還解決了砂和砂礫類建筑材料因顆粒間沒有粘聚力，無法利用無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的問題。力，無法利用無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的問題。 CBR是表征路基土、粒料、穩(wěn)定土強(qiáng)度的一種指標(biāo)，并是表征路基土、粒料、穩(wěn)定土強(qiáng)度的一種指標(biāo)，并采用標(biāo)準(zhǔn)碎石的承載能力為標(biāo)準(zhǔn)，以相對(duì)值的百分

4、數(shù)表示采用標(biāo)準(zhǔn)碎石的承載能力為標(biāo)準(zhǔn)，以相對(duì)值的百分?jǐn)?shù)表示CBR值。目前值。目前CBR做為公路工程評(píng)價(jià)土的性質(zhì)的重要指做為公路工程評(píng)價(jià)土的性質(zhì)的重要指標(biāo)，并且即將引入鐵路土工試驗(yàn)，標(biāo)，并且即將引入鐵路土工試驗(yàn)，CBR試驗(yàn)已成為路基試驗(yàn)已成為路基開工前必做的一項(xiàng)試驗(yàn)。而該指標(biāo)的使用開工前必做的一項(xiàng)試驗(yàn)。而該指標(biāo)的使用,為我國(guó)公路建為我國(guó)公路建設(shè)中正確選用設(shè)中正確選用路基填料路基填料,確保公路工程質(zhì)量提供了重要依確保公路工程質(zhì)量提供了重要依據(jù)據(jù),發(fā)揮了巨大作用。因此，研究各種土的發(fā)揮了巨大作用。因此，研究各種土的CBR試驗(yàn)有著試驗(yàn)有著深遠(yuǎn)的意義。深遠(yuǎn)的意義。 一、目的和適用范圍一、目的和適用范圍目的

5、和適用范圍2.試樣的最大粒徑宜控制在20mm以內(nèi)，最大不得超過40mm。1.本試驗(yàn)方法只適用于在規(guī)定的試筒內(nèi)制件后，對(duì)各種土和路面基層、底基層材料進(jìn)行承載比試驗(yàn)。試驗(yàn)原理 它的基本原理是通過材料在一定變形下所能承受的荷載來反映材料的強(qiáng)度。所謂CBR值,是指用一個(gè)直徑50mm的標(biāo)準(zhǔn)貫入桿以11.25mm/min的速度壓入材料試樣達(dá)2.5mm(或5.0mm)時(shí),所需的單位壓力與標(biāo)準(zhǔn)碎石達(dá)到相同的貫入量時(shí)所得的標(biāo)準(zhǔn)單位壓力的比值,以百分率計(jì)。 其計(jì)算公式為:CBR=（P/Ps ）*100% P對(duì)應(yīng)于某一貫入量時(shí)路基土或路面材料的單位壓力,(MPa); Ps與上述貫入量相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)單位壓力, 若貫入量

6、取2.5mm時(shí),Ps=7.0MPa;若貫入量取5.0mm時(shí),Ps=10.5MPa。 1、試驗(yàn)時(shí)，按路基施工時(shí)的最佳含水量試驗(yàn)時(shí)，按路基施工時(shí)的最佳含水量及壓實(shí)度要求在試桶內(nèi)制備試件，加載前及壓實(shí)度要求在試桶內(nèi)制備試件，加載前飽水飽水4晝夜，其目的是預(yù)測(cè)路基土或基層晝夜，其目的是預(yù)測(cè)路基土或基層填料在使用期間經(jīng)歷氣象變化和長(zhǎng)年運(yùn)行填料在使用期間經(jīng)歷氣象變化和長(zhǎng)年運(yùn)行過程中的含水量變化以及在最惡劣情況下過程中的含水量變化以及在最惡劣情況下來推算來推算CBR值值 2、在浸水過程中及貫入試驗(yàn)時(shí)，在試件、在浸水過程中及貫入試驗(yàn)時(shí)，在試件頂面施加荷載板，使試樣在受到一定約束頂面施加荷載板，使試樣在受到一定

7、約束力的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，其目的是模擬路面力的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，其目的是模擬路面結(jié)構(gòu)施加于試樣表面的上部壓力，各國(guó)統(tǒng)結(jié)構(gòu)施加于試樣表面的上部壓力，各國(guó)統(tǒng)一采用施加一采用施加50N荷載的標(biāo)準(zhǔn)方法。荷載的標(biāo)準(zhǔn)方法。 3.一般以擊實(shí)筒內(nèi)徑的一般以擊實(shí)筒內(nèi)徑的l4一一l3作為粒作為粒徑成分的最大尺寸界限，即對(duì)徑成分的最大尺寸界限，即對(duì)150mm內(nèi)徑內(nèi)徑的擊實(shí)筒，容許最大粒徑不超過的擊實(shí)筒，容許最大粒徑不超過40mm。為保證試驗(yàn)材料為保證試驗(yàn)材料CBR值的準(zhǔn)確，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)值的準(zhǔn)確，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)盡量避免盡量避免CBR試筒中的大顆粒，因?yàn)樾拚囃仓械拇箢w粒，因?yàn)樾拚牟牧蠌?qiáng)度特性會(huì)明顯不同于原始材料，的材料強(qiáng)度特性會(huì)

8、明顯不同于原始材料，另外含有大顆粒材料的試驗(yàn)結(jié)果較細(xì)顆粒另外含有大顆粒材料的試驗(yàn)結(jié)果較細(xì)顆粒的材料試驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定性差。的材料試驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定性差。 試驗(yàn)步驟 簡(jiǎn)單總結(jié) 1、試樣準(zhǔn)備 2、擊實(shí)制樣 3、預(yù)壓制樣 4、泡水測(cè)膨脹量 5、貫入試驗(yàn) 6、結(jié)果整理 二、檢測(cè)器具二、檢測(cè)器具1.圓孔篩：孔徑38mm、25mm、 20mm 及5mm篩各一個(gè)。2.重型標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀器設(shè)備：試筒、夯錘等。3.貫入桿：端面直徑50mm、長(zhǎng)100mm的金屬柱。4.路面材料強(qiáng)度或其他載荷裝置：能量不小于50kN。5.百分表、測(cè)力環(huán)、荷載板等。 二、檢測(cè)器具二、檢測(cè)器具 圖圖 1 承載比試筒承載比試筒 1.試筒試筒 2.套環(huán)套環(huán)

9、 3.夯擊底板夯擊底板 4.拉桿拉桿 圖圖 2 路面材料強(qiáng)度儀路面材料強(qiáng)度儀 1.框架框架 2.量力環(huán)量力環(huán) 3.貫入桿貫入桿 4.百分表百分表 5.試件試件 6.升降臺(tái)升降臺(tái) 7.蝸輪蝸桿箱蝸輪蝸桿箱 8.搖把搖把 圖圖9 貫貫入入試試驗(yàn)驗(yàn) 對(duì)試驗(yàn)有影響的幾種情況對(duì)試驗(yàn)有影響的幾種情況 一、試件成型對(duì)一、試件成型對(duì)CBR試驗(yàn)的影響試驗(yàn)的影響 (1)承載比的大小與路基填料的密度密切相關(guān)承載比的大小與路基填料的密度密切相關(guān),一般一般來說來說,密度越大密度越大,CBR值越大。我們所要測(cè)定的是值越大。我們所要測(cè)定的是工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際壓實(shí)度情況下的工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際壓實(shí)度情況下的CBR值。因此值。因此,試驗(yàn)試驗(yàn)

10、時(shí)要測(cè)定材料在不同密度情況下的承載比。試驗(yàn)時(shí)要測(cè)定材料在不同密度情況下的承載比。試驗(yàn)規(guī)程中規(guī)定同一種材料可在三種不同的密度情況規(guī)程中規(guī)定同一種材料可在三種不同的密度情況下進(jìn)行承載比試驗(yàn)。下進(jìn)行承載比試驗(yàn)。 一般采用擊實(shí)法一般采用擊實(shí)法,即將試料按最佳含水量拌和浸潤(rùn)即將試料按最佳含水量拌和浸潤(rùn),然后按三層法擊實(shí)然后按三層法擊實(shí):第一種每層擊實(shí)第一種每層擊實(shí)30次次,第二種第二種每層擊實(shí)每層擊實(shí)50次次,第三種每層擊實(shí)第三種每層擊實(shí)98次。次。 擊實(shí)試驗(yàn)不準(zhǔn)導(dǎo)致所做的試件不能代表土基的真擊實(shí)試驗(yàn)不準(zhǔn)導(dǎo)致所做的試件不能代表土基的真正承載力，表現(xiàn)在，對(duì)于含大顆粒的土、超粒徑正承載力，表現(xiàn)在，對(duì)于含大顆

11、粒的土、超粒徑顆粒未篩出或是沒有計(jì)算超粒徑顆粒的百分含量顆粒未篩出或是沒有計(jì)算超粒徑顆粒的百分含量，對(duì)于粘性土，悶料灑水不均或是浸潤(rùn)時(shí)間不夠，對(duì)于粘性土，悶料灑水不均或是浸潤(rùn)時(shí)間不夠，對(duì)于擊實(shí)試件，含水率間隔不均或試樣數(shù)量不，對(duì)于擊實(shí)試件，含水率間隔不均或試樣數(shù)量不足，以至找不出最佳含水率。解決方法：擊實(shí)試足，以至找不出最佳含水率。解決方法：擊實(shí)試驗(yàn)前通過篩分試驗(yàn)和液塑限試驗(yàn)確定土的分類是驗(yàn)前通過篩分試驗(yàn)和液塑限試驗(yàn)確定土的分類是巨粒土、粗粒土、細(xì)粒土還是特殊土，各類土中巨粒土、粗粒土、細(xì)粒土還是特殊土，各類土中是高液限或是低液限，從而依據(jù)規(guī)范要求，嚴(yán)格是高液限或是低液限，從而依據(jù)規(guī)范要求，嚴(yán)

12、格按試驗(yàn)規(guī)范作業(yè)。按試驗(yàn)規(guī)范作業(yè)。 制取試件過程中的注意事項(xiàng)制取試件過程中的注意事項(xiàng) 1 1制件前制件前, ,首先取樣測(cè)定試料的含水量首先取樣測(cè)定試料的含水量, ,按標(biāo)準(zhǔn)擊按標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)確定的最佳含水量計(jì)算每份試料應(yīng)加的實(shí)試驗(yàn)確定的最佳含水量計(jì)算每份試料應(yīng)加的水量水量, ,制料時(shí)所加水量和摻灰量一定要精確制料時(shí)所加水量和摻灰量一定要精確, ,試試樣要充分拌和均勻樣要充分拌和均勻, ,并且要按規(guī)范規(guī)定的時(shí)間進(jìn)并且要按規(guī)范規(guī)定的時(shí)間進(jìn)行悶料。行悶料。 2 2制取試件過程中制取試件過程中, ,有時(shí)會(huì)發(fā)生試樣粘在墊塊上有時(shí)會(huì)發(fā)生試樣粘在墊塊上, ,從而造成試件頂面凹凸不平的現(xiàn)象從而造成試件頂面凹凸不平

13、的現(xiàn)象, ,這樣的試件這樣的試件將影響將影響CBRCBR的真實(shí)值的真實(shí)值, ,只能作廢。為防止這種現(xiàn)只能作廢。為防止這種現(xiàn)象發(fā)生象發(fā)生, ,可以在墊塊上放二層濾紙可以在墊塊上放二層濾紙, ,從而減少試從而減少試樣被粘的可能樣被粘的可能。 1 確定試樣的最大干密度和最佳含水量確定試樣的最大干密度和最佳含水量 按照按照公路工程土工試驗(yàn)規(guī)程公路工程土工試驗(yàn)規(guī)程T0313-93規(guī)定進(jìn)規(guī)定進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)以確定試樣的最大干密度和最佳行標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)以確定試樣的最大干密度和最佳含水量含水量,同時(shí)要注意同時(shí)要注意,由于最大干密度和最佳含水由于最大干密度和最佳含水量的確定與量的確定與CBR試驗(yàn)的精度直接相關(guān)試驗(yàn)

14、的精度直接相關(guān),也是做好也是做好CBR試驗(yàn)的關(guān)鍵與基礎(chǔ)試驗(yàn)的關(guān)鍵與基礎(chǔ),即使是均勻的土壤材料即使是均勻的土壤材料,由于試驗(yàn)誤差的原因由于試驗(yàn)誤差的原因,一組試驗(yàn)很難如實(shí)反映試樣一組試驗(yàn)很難如實(shí)反映試樣的實(shí)際。因此的實(shí)際。因此,標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)必須做平行試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)必須做平行試驗(yàn),以平均以平均最大干密度和平均最佳含水量作為制備最大干密度和平均最佳含水量作為制備CBR試件試件的標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)。 二、對(duì)泡水的認(rèn)識(shí)二、對(duì)泡水的認(rèn)識(shí) (1)在進(jìn)行承載比在進(jìn)行承載比(CBR)試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)時(shí),要進(jìn)行泡水并測(cè)膨要進(jìn)行泡水并測(cè)膨脹量。泡水的目的是模擬路基土處于最不利條件脹量。泡水的目的是模擬路基土處于最不利條件,即土中的含水

15、量接近飽和狀態(tài)即土中的含水量接近飽和狀態(tài)(相當(dāng)于南方梅雨相當(dāng)于南方梅雨季節(jié)季節(jié))。當(dāng)然北方地區(qū)的路基土的含水量在最不。當(dāng)然北方地區(qū)的路基土的含水量在最不利條件下也不會(huì)達(dá)到泡水四天的狀況。測(cè)膨脹量利條件下也不會(huì)達(dá)到泡水四天的狀況。測(cè)膨脹量的目的在試驗(yàn)規(guī)程中沒有說明的目的在試驗(yàn)規(guī)程中沒有說明,但可粗略判斷該土但可粗略判斷該土是否是膨脹土是否是膨脹土,如是不符合路基填筑要求的膨脹土如是不符合路基填筑要求的膨脹土,則不得用于填筑路基則不得用于填筑路基,也就沒有必要做承載比試也就沒有必要做承載比試驗(yàn)了。但要注意驗(yàn)了。但要注意,有的土泡水四天后有的土泡水四天后,不但不膨脹不但不膨脹,反而下陷反而下陷,這也

16、是正常的現(xiàn)象。這也是正常的現(xiàn)象。 三、在泡水測(cè)膨脹量和進(jìn)行貫入試驗(yàn)時(shí)三、在泡水測(cè)膨脹量和進(jìn)行貫入試驗(yàn)時(shí),都要放都要放8塊半圓荷載板塊半圓荷載板,其目的是模擬路基其目的是模擬路基上面的覆蓋層上面的覆蓋層(面層、基層和底基層面層、基層和底基層)的壓的壓力。在貫入試驗(yàn)開始時(shí)力。在貫入試驗(yàn)開始時(shí),要先給試樣施加要先給試樣施加45N的力的力,這主要是為了使貫入桿與試樣能這主要是為了使貫入桿與試樣能緊密接觸緊密接觸,同時(shí)也使貫入桿下的壓力與荷同時(shí)也使貫入桿下的壓力與荷載板作用的壓力相當(dāng)。載板作用的壓力相當(dāng)。CBR貫入試驗(yàn)中，反映貫入量的兩個(gè)百分表讀數(shù)相差較大，使取貫入試驗(yàn)中，反映貫入量的兩個(gè)百分表讀數(shù)相差

17、較大，使取值因難，產(chǎn)生此問題的原因較多，主要有以下幾點(diǎn)：值因難，產(chǎn)生此問題的原因較多，主要有以下幾點(diǎn)： 1、 試驗(yàn)儀未放置水平，試驗(yàn)儀未放置水平，由于重力作用，貫入桿鋼珠與座未緊密由于重力作用，貫入桿鋼珠與座未緊密接觸，在荷載作用下，鋼珠的輕微移動(dòng)，都會(huì)引起百分表的極大變接觸，在荷載作用下，鋼珠的輕微移動(dòng)，都會(huì)引起百分表的極大變化；解決方法：放置儀器的試驗(yàn)臺(tái)砌筑時(shí)應(yīng)基本水平，每次試驗(yàn)前化；解決方法：放置儀器的試驗(yàn)臺(tái)砌筑時(shí)應(yīng)基本水平，每次試驗(yàn)前，試驗(yàn)儀也應(yīng)用水平尺操平，低的一端用鐵片墊起，調(diào)整幾次直到，試驗(yàn)儀也應(yīng)用水平尺操平，低的一端用鐵片墊起，調(diào)整幾次直到水平為止。水平為止。 2、 貫入桿與試

18、件頂面未完全接觸貫入桿與試件頂面未完全接觸，在荷載作用下，必然導(dǎo)致貫，在荷載作用下，必然導(dǎo)致貫入桿局部受力，使貫入桿深度不均，反映在百分表讀數(shù)相差較大；入桿局部受力，使貫入桿深度不均，反映在百分表讀數(shù)相差較大； 解決方法：將備好的試樣放在升降臺(tái)上，調(diào)整偏球座，使貫解決方法：將備好的試樣放在升降臺(tái)上，調(diào)整偏球座，使貫入桿與試件頂面完全接觸，同時(shí)我們還應(yīng)注意，讀數(shù)前必須在貫入入桿與試件頂面完全接觸，同時(shí)我們還應(yīng)注意，讀數(shù)前必須在貫入桿上施加一定荷載約定桿上施加一定荷載約定45N左右，使貫入桿不能在試件表面左右移左右，使貫入桿不能在試件表面左右移動(dòng)，然后將測(cè)力和測(cè)變形的百分表指針調(diào)零。動(dòng)，然后將測(cè)力和測(cè)變形的百分表指針調(diào)零。 3、 試料的土質(zhì)分類對(duì)讀數(shù)的影響試料的土質(zhì)分類對(duì)讀數(shù)的影響，對(duì)于細(xì)粒土試件，大顆粒含，對(duì)于細(xì)粒土試件，大顆粒含量少，貫入桿貫入過程中受力較均勻，相對(duì)而言，其