承載比(CBR)試驗(yàn)(2)講解課件

1、承載比（CBR）試驗(yàn)主要內(nèi)容 室內(nèi)CBR試驗(yàn)一定義承載比試驗(yàn)又稱加州承載比，是California Bearing Ration的縮寫。此方法由美國加利福尼亞州公路局首先提出來，故因此得名，簡稱CBR。所謂CBR值，是指試料貫入量達(dá)2.5mm時，單位壓力對標(biāo)準(zhǔn)碎石壓入相同貫入量時標(biāo)準(zhǔn)荷載強(qiáng)度的比值。意義（為什么）1. CBR 指標(biāo)列入了我國公路路基設(shè)計規(guī)范、公路路基施工技術(shù)規(guī)范，作為路基填料選擇的依據(jù)。2在鐵路路基施工中也采用 CBR 作為評價填料強(qiáng)度的輔助指標(biāo)。 CBR 試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是能測出填料浸水后的強(qiáng)度，這一指標(biāo)對鐵路浸水路基非常重要。 3、CBR用于評定基層、墊層或土基材料的相對承載力，

2、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，兼可反映土體抗剪強(qiáng)度的相對量度。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)，并采用標(biāo)準(zhǔn)碎石的承載能力為標(biāo)準(zhǔn)，以相對值的百分?jǐn)?shù)表示CBR值。目前CBR做為公路工程評價土的性質(zhì)的重要指標(biāo)，并且即將引入鐵路土工試驗(yàn)，CBR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,為我國公路建設(shè)中正確選用路基填料,確保公路工程質(zhì)量提供了重

3、要依據(jù),發(fā)揮了巨大作用。因此，研究各種土的CBR試驗(yàn)有著深遠(yuǎn)的意義。 一、目的和適用范圍目的和適用范圍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,所需的單位壓力與標(biāo)準(zhǔn)碎石達(dá)到相同的貫入量時所得的標(biāo)準(zhǔn)單位壓力的比值,以百分率計。其計算公式為:CBR=（P/Ps ）*100%P對應(yīng)于某一貫入量時路基

4、土或路面材料的單位壓力,(MPa);Ps與上述貫入量相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)單位壓力,若貫入量取2.5mm時,Ps=7.0MPa;若貫入量取5.0mm時,Ps=10.5MPa。1、試驗(yàn)時，按路基施工時的最佳含水量及壓實(shí)度要求在試桶內(nèi)制備試件，加載前飽水4晝夜，其目的是預(yù)測路基土或基層填料在使用期間經(jīng)歷氣象變化和長年運(yùn)行過程中的含水量變化以及在最惡劣情況下來推算CBR值2、在浸水過程中及貫入試驗(yàn)時，在試件頂面施加荷載板，使試樣在受到一定約束力的條件下進(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，各國統(tǒng)一采用施加50N荷載的標(biāo)準(zhǔn)方法。 3.一般以擊實(shí)筒內(nèi)徑的l4一l3作為粒徑成分的最大尺寸界限，即對

5、150mm內(nèi)徑的擊實(shí)筒，容許最大粒徑不超過40mm。為保證試驗(yàn)材料CBR值的準(zhǔn)確，試驗(yàn)時應(yīng)盡量避免CBR試筒中的大顆粒，因?yàn)樾拚牟牧蠌?qiáng)度特性會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)顆粒的材料試驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定性差。 試驗(yàn)步驟簡單總結(jié)1、試樣準(zhǔn)備2、擊實(shí)制樣3、預(yù)壓制樣4、泡水測膨脹量5、貫入試驗(yàn)6、結(jié)果整理 二、檢測器具1.圓孔篩：孔徑38mm、25mm、 20mm 及5mm篩各一個。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、測力環(huán)、荷載板等。 二、檢測器具對試驗(yàn)有影響的

6、幾種情況一、試件成型對CBR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),一般來說,密度越大,CBR值越大。我們所要測定的是工地現(xiàn)場實(shí)際壓實(shí)度情況下的CBR值。因此,試驗(yàn)時要測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下進(jìn)行承載比試驗(yàn)。一般采用擊實(shí)法,即將試料按最佳含水量拌和浸潤,然后按三層法擊實(shí):第一種每層擊實(shí)30次,第二種每層擊實(shí)50次,第三種每層擊實(shí)98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正承載力，表現(xiàn)在，對于含大顆粒的土、超粒徑顆粒未篩出或是沒有計算超粒徑顆粒的百分含量，對于粘性土，悶料灑水不均或是浸潤時間不夠，對于擊實(shí)試件，含水率

7、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，各類土中是高液限或是低液限，從而依據(jù)規(guī)范要求，嚴(yán)格按試驗(yàn)規(guī)范作業(yè)。 制取試件過程中的注意事項(xiàng)1制件前,首先取樣測定試料的含水量,按標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)確定的最佳含水量計算每份試料應(yīng)加的水量,制料時所加水量和摻灰量一定要精確,試樣要充分拌和均勻,并且要按規(guī)范規(guī)定的時間進(jìn)行悶料。2制取試件過程中,有時會發(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,這樣的試件將影響CBR的真實(shí)值,只能作廢。為防止這種現(xiàn)象發(fā)生,可以在墊塊上放二層濾紙,從而減少試樣被粘的可能。1 確定

8、試樣的最大干密度和最佳含水量按照公路工程土工試驗(yàn)規(guī)程T0313-93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含水量,同時要注意,由于最大干密度和最佳含水量的確定與CBR試驗(yàn)的精度直接相關(guān),也是做好CBR試驗(yàn)的關(guān)鍵與基礎(chǔ),即使是均勻的土壤材料,由于試驗(yàn)誤差的原因,一組試驗(yàn)很難如實(shí)反映試樣的實(shí)際。因此,標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)必須做平行試驗(yàn),以平均最大干密度和平均最佳含水量作為制備CBR試件的標(biāo)準(zhǔn)。二、對泡水的認(rèn)識(1)在進(jìn)行承載比(CBR)試驗(yàn)時,要進(jìn)行泡水并測膨脹量。泡水的目的是模擬路基土處于最不利條件,即土中的含水量接近飽和狀態(tài)(相當(dāng)于南方梅雨季節(jié))。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

9、達(dá)到泡水四天的狀況。測膨脹量的目的在試驗(yàn)規(guī)程中沒有說明,但可粗略判斷該土是否是膨脹土,如是不符合路基填筑要求的膨脹土,則不得用于填筑路基,也就沒有必要做承載比試驗(yàn)了。但要注意,有的土泡水四天后,不但不膨脹,反而下陷,這也是正常的現(xiàn)象。三、在泡水測膨脹量和進(jìn)行貫入試驗(yàn)時,都要放8塊半圓荷載板,其目的是模擬路基上面的覆蓋層(面層、基層和底基層)的壓力。在貫入試驗(yàn)開始時,要先給試樣施加45N的力,這主要是為了使貫入桿與試樣能緊密接觸,同時也使貫入桿下的壓力與荷載板作用的壓力相當(dāng)。CBR貫入試驗(yàn)中，反映貫入量的兩個百分表讀數(shù)相差較大，使取值因難，產(chǎn)生此問題的原因較多，主要有以下幾點(diǎn)：1、試驗(yàn)儀未放置水

10、平，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，都會引起百分表的極大變化；解決方法：放置儀器的試驗(yàn)臺砌筑時應(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)整幾次直到水平為止。2、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上，調(diào)整偏球座，使貫入桿與試件頂面完全接觸，同時我們還應(yīng)注意，讀數(shù)前必須在貫入桿上施加一定荷載約定45N左右，使貫入桿不能在試件表面左右移動，然后將測力和測變形的百分表指針調(diào)零。3、試料的土質(zhì)分類對讀數(shù)的影響，對于細(xì)粒土試件，大顆粒含量少，貫入桿貫入過程中受力較均勻，相對而言，其百分表讀數(shù)相差較少，對于粗粒土或巨粒土試件，由于大顆粒含量多，貫入桿貫入過程中，其外緣極易遇到