葡氏试验-法国规范

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1、法国规范 NF P 94-093 1999年 10 月 ICS: 93.020 P 94-093 土壤：勘探和实验 确定材料击实参考值 标准葡氏实验 -改良葡氏实验章程： 由法国标准化协会会长1999年 9 月 5 日确定，于1999 年 10 月 5 日生效的合法法国 规范。 代替 1997年 9 月的合法规范NF P 94-093 一致性： 在本规章公布之日，没有任何欧洲或国际工程被称为与之相同的主题。概要： 本规范规定了材料击实的如下特征：标准葡氏实验和改良葡氏实验最佳含水率和密 度。描述： 土壤、材料、鉴别、测定、特征、击实、定量、水、密度、实验样本制备、实验。与被替代的规范相比： -

2、实验仪器的尺寸有所改变， -使用的击实筒的实际容积是根据几何学测量而定的，并在测量时加入了误差。法国标准化协会出版发行目录扉页 委员会 序言 1. 适用范围 2. 标准参考值 3. 定义和符号 4. 实验原理 5. 仪器 5.1特殊仪器 5.2常用仪器 6. 实验样本制备 6.1提取样本 6.2制备式样 7. 操作方法 7.1选择击实筒型号 7.2实施实验 8. 实验结果表达 9. 实验记录 10.检查 -特殊设备 附件 A 大于 20mm 的颗粒含量小于总量30%的材料的修正 A.1 假设 A.2 修正公式 附件 B 制备含粘土材料使用的垂直快速搅拌器样本法国标准化协会 1999 第一次印刷

3、， 99-10-F 委员会 公路土方：土方施工 BNSR CTT 标准化协会成员 会长： BOLLE 先生 秘书： JOUBERT 先生 BNSR-SETRA ABDO 先生 CIMBETON BERRAUD 先生 BOUYGUES BOLLE 先生 BUFALO 先生 VALERIAN GANDILLE 先生 GUINTOLI GUIMONT 先生 BNSR-SETRA LAVEAU 先生 法国国家铁路公司 MANOJLOVIC先生 CEMAGREF MICHAUT先生 COLAS POILPRE 先生 RAZEL PREL 先生 EDF-TEGG PUECH 先生 SCETAUROUTE

4、PUIATTI 先生 LHOIST PAYNAUD 先生 巴黎机场 RINCENT 先生 RINCENT BTP SERVICES SCHAEFFNER 先生 LCPC SMERECKI 先生 法国标准化协会 VERHEE 先生 USIRF 1适用范围 本规范适用于测定材料击实的特性。 这些特性即最优含水率和最大干密度。根据对式样的击实力度，将实验分为标准葡 氏实验和改良葡氏实验，它们会导致几对不同的值。 本规范适用于在NF P 11-300 分类中定义的材料，其最大粒径（Dmax）不超过20mm。材料可以是天然的，也可以是经过生石灰和/或水硬粘结料处理的。 当材料中粒径大于20mm 的颗粒数

5、量小于或等于总量的30%时，通过修正对0/20 部 分测量得到的特性，也可以测定其特性。附件A 中明确了写出了修正方式。 当材料中粒径大于20mm 的颗粒数量大于总量的30%时，则对0/20 的部分进行实 验，但其结果的表达被限定在其含水状态的评估上。 此外，与路基材料和排水材料相关的NF P 98-231-1 规范对本规范做出了补充。注释：葡氏击实中的特性参数对于鉴别材料起到了重要的作用（尤其在根据NF P 11-300 规范分类时），同样，在确定击实规范时也起到了重要的作用，在这些特性 被用于填方和垫层施工时，可使用击实规范。在测定松散的材料，例如白垩、泥灰岩、页岩、砂岩和软石灰石等材料的

6、特征时， 按照原本级配改变实验自身击实过程，这些特性则失去了部分或全部意义。在这种 情况下，实验需要特殊说明。2标准参考资料本规范包括其他出版物注明日期和未注明日期的参考资料。在文章中恰当的位置引 用这些参考资料，下文中列举了这些出版物。对于注明日期的参考资料，这些出版 物如果有修正案或修改，那么只有在修正案并入出版物时才被使用。对于未注明日 期的参考资料，参考使用的是其最新出版的版本。 NF P 11-300 土方施工 -对建造公路下部结构中垫层和填方所使用的材料划分了类 别。 NF P 94-078 土壤：勘探和实验-浸泡后的 CBR 指数 -未浸泡的 CBR 指数-未浸泡的承 载指数 -

7、测量 CBR 击实筒中击实的式样。 NF P 98-231-1 与公路相关的实验-材料击实性能（用有机结合料处理的除外）-第一 部分：用于建造路基的砾料和沙子的改良葡氏试验。 NF P 94-049-1 土壤：勘探和实验 -测定材料含水重量 -第一部分：微波炉烘干法。 NF P 94-049-2 土壤：勘探和实验-测定材料含水重量-第二部分：烤盘或辐射板烘干 法。 NF P 94-050 土壤：勘探和实验 -测定材料含水重量-烘箱烘干。3 定义和符号本规范需要使用以下定义： w 为含水率，用百分数表示； s为土壤中固体颗粒的密度，以吨/立方米计； d为干燥土壤密度，以吨/立方米计；w为水的密度

8、，以吨 /立方米计，按照惯例，一立方米为一吨； Sr为饱和度，用百分数表示： I. CBR 是浸泡之后的CBR 承载比，用百分数表示； IPI 是未浸泡之前的承载比，用百分数表示； Dmax是土壤最大粒径，如果只有分散的几个大粒径的颗粒，则其粒径不能算作土 壤的最大粒径； 击实力度（ kNm/m3）= 在公式中： N 为击实总次数； H 为击锤落距； m 为击锤质量； g为重力加速度； V 为击实筒中击实的材料体积。注： OPN 为标准葡氏实验的最优含水量（轻型）OPM 为改良葡氏实验的最优含水量（重型）4 实验原理通过标准葡氏实验和改良葡氏实验测定材料的葡氏击实特性。 两种实验的原理是相同的

9、，唯一不同的是击实功参数值。 实验原理在于给式样加水以得到不同的含水率并将其击实，每个含水率都要用 常规的击实方式和力度。对每一个含水率值测定式样的干密度，按照含水率值绘制 干密度变化曲线。 通常，这条曲线被称为葡氏曲线，通过一个特定的含水率值，得到材料的最大 干密度。根据实验，这两个值被称为标准葡氏击实最佳特性或改良葡氏击实。注释 1：本规范更特别地用5 个点确定了葡氏曲线。它涉及到了一个最小值和所有 能够以更多点划定这条曲线并毫无疑问符合规范的实验。 注释 2：通常，测定未浸泡CBR 承载比和 /或浸泡后的CBR 承载比和 /或承载指数的 实验和葡氏试验一起做，因为这些实验都要将式样装入击

10、实筒并按照本规范中要求 的方法击实（参看NF P 94-078规范）5实验仪器5.1 特殊仪器 特殊仪器包括： 一个击实底座，由一块表面平坦并且水平的混凝土制成，尺寸至少为30 30cm，厚度至少 30cm。 两种击实筒 -葡氏击实筒 -CBR 击实筒 两种击实筒都由一个筒身，一个底板和一个护筒构成。筒身可以是整体铸造的或有 接缝的。其元件的形状和可用尺寸应该符合图1中的要求。 CBR 击实筒另外还有一个垫块，其形状和尺寸也应符合图1 的要求。 两种手动击实锤 -标准葡氏击实锤的圆柱形锤体直径为51mm1mm，击锤在导筒中滑动，要求 落距为 305mm2mm。可活动设备总质量为24902.5g

11、。击实锤的其他形状 和可用尺寸都应符合图1的要求。 -改良葡氏击实锤的设计与标准葡氏击实锤相似，但落距为457mm2mm，可 活动设备总质量为4535g5g。这个击实锤的其他形状和可用尺寸都应符合 图 1 的要求。一个刮尺 ，用一个钢薄片制成，其形状和尺寸应符合图1 的要求； 机械击实仪 ，如果其符合以下要求，则使用机械击实仪更好： 1）击锤的质量、直径、落距，如果有导筒，导筒的厚度都要符合图1 的要 求； 2）遵照第 7.2 段中规定的打击分布方式； 3）机械运动可使击实筒底座在击实锤打击时直接受到机架的支撑；如果情况 并非如此，则每个材料都要测量确认手动和机械方法得到的最大密度之间 的差距

12、不超过1%；4）机器被放置在混凝土底座上，底座厚度不得少于30cm。图 1 特殊仪器5.2 常用仪器 标称尺寸为5mm 和 20mm 的方孔筛； 天平，最大量程和分度值都适用于要称量的质量，例如称量时允许的误差为称量 值的 1/1000 ; 恒温箱或烘干设备，用标准方法测定材料的含水率(NF P 94-049-1 ，NF P 94-049- 2，NF P 94-050)； 密闭容器（或袋子），用于维持式样的含水率； 喷水壶； 还有可能用到机动搅拌分离器，槽容量至少为10dm3（参看附件 B 中的例子）；脱模机（在击实筒为整体铸造的情况下）； 其他设备和工具。6. 实验样本的制备6.1 提取样本

13、 做一次实验所使用材料的总质量应该能满足在葡氏曲线上的每个点上都能提取到不 同的样本，因为在测定葡氏曲线上不同的点时，同一件式样不可重复使用。根据材 料的颗粒度以及根据在测定击实特性、浸泡后的CBR 承载比和 /或未经浸泡的承载 指数时同时要测定的对象，材料总质量在15kg 至 100kg 之间不等。图2 明确了这些 质量。图中为用5 个点测定葡氏曲线时需要的最小材料质量。否是是否式 样 中 粒 径 20mm 的 部 分 大 于总量的30%只有经过对式样的含水状态评 估才能做实验式样中含有粒径20mm 的部分否否是是式样最大粒径Dmax 5mm还要测定CBR 承载比和 未浸泡承载系数否否是是还

14、要测定CBR 承载比 和未浸泡承载系数还要测定 CBR 承载比 和未浸泡承载系数否是还要测定 CBR 承载比或 未浸泡承载系数15kg40kg80kg40kg80kg 50kg100kg 图 2 实验所需干式样最小量示意图6.2 制备式样 如果有必要，所有提取的材料都要经过风干或在不高于50的温度下烘干，直到式 样足够干燥可以开始试验。 在烘干之后，将式样过20mm筛，只有过筛料可以用于实验。 将式样搅拌均匀，用肉眼判断，将其分成至少5等份。 未加湿至某含水率的部分，例如至少三份，最多四份式样的含水率应在以下范围内 分布：0.8wOPN(或 OPM)至 1.2wOPN(或 OPM) 加湿之后，

15、按照式样的粘滞度，每份式样都被保存在密封的盒子或者袋子里搁置一 段时间，这样，材料中的水分就可以充分地在试样中分布。用每一部分材料，制备 出用于测定葡氏曲线上每一个点的式样（有必要的情况下，也测定某些含水率的式 样的未浸泡承载系数、未浸泡CBR 承载比、和浸泡之后的CBR 承载比）。注释：每一部分式样的加湿是试验中最难处理的部分。 第一个难点在于 ：在选择每一部分式样的含水率时，我们并不知道材料的wOPN 和wOPM 。所以实验操作者就需要估计一个接近的值，因此，他就要通过观察和触摸 来测试，并且，操作者的经验对估计值的准确性也是具有决定性的。 如果经验不足，实验操作者就将面临的是，他要用多于

16、5 个点确定葡氏曲线，所以 他也就要准备更多材料并将其分成更多份。第二个难点在于：在材料内部加水的方式，在任何情况下，这个步骤都要缓慢操 作，在材料表面要均匀分布，尽可能使用喷水壶，在加水时要不停搅拌。另外，这些操作方法也要取决于材料的粘滞度（根据NF P 11-300 规范而定）：如果材料为沙状或砾状，则可用手动的方式搅拌，搅拌工具型号不限。静置于密 封盒子或袋子里15分钟就足以使其达到均一； 如果材料为泥土状或沙土状，可以继续用沙状和沙砾状的搅拌方式拌合，但静置 于密封盒子或袋子里的时间要达到2或 3小时；如果材料为黏土状，则应先将其碾成0/2 的粉末（肉眼观察）。手动搅拌会通常 会很枯燥漫长，使用搅拌分离器会大大简化这个过程。 之后，用喷水壶给磨碎的式样加水，加水的同时要不停的搅拌，可以手动搅拌，用 搅拌分离器搅拌更好。 在加水并用肉眼观察到拌合作用下的式样性质稳定后，将式样放入密封的盒子或袋 子里静置，根据材料粘滞度，放置时间为24 小时至 48 小时。7. 操作方法7.1