试验十二夯实试验File.docx
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试验十二夯实试验File
試驗十二夯實試驗
（一）試驗目的
夯實試驗（CompactionTest）係用以測定土壤含水量與乾土單位重間之關係，進而決定最大乾單位重及最佳含水量作為填土工程之壓實控制之依據。
（二）試驗說明
各種夯實試驗方法（如表12－1、表12－2所示）。
土壤之夯實理論為普諾特（Proctor）氏所首先提出，確立了填土工程品質管制之施工規範，故土壤之夯實理論稱為普諾特夯實理論，茲介紹如下：
土壤之緊密程度以乾單位重之大小表示之，土壤於不同含水量下，以規定之夯實儀器加以夯實，則可繪製以含水量為:
圖12－1夯實曲線與無空氣孔隙曲線
依土壤天然性質之關係知，下列之式子成立：
試驗時先得到夯實濕土樣重量W與含水量w
W
γm=───
V
則
γm
γd=───
1+w
如此數點w與γd即可繪製夯實曲線，一般為二次或三次拋物
線，進而得到最佳含水量O.M.C.及最大乾單位重（γd）max或稱最大
乾密度（γd）max。
假使理想情況土壤中完全飽和不含空氣則無空氣孔隙之乾單
位重
GsγwGsγw
γd'=────=──────
1＋e1＋Gsw/S
Gsγw
=─────
1＋Gsw
當Gs與γw固定時，無空氣孔隙之乾單位重為含水量之函數：
γd'=f（w）此函數曲線稱為無空氣孔隙曲線（ZeroAirVoidCurve）
，如圖12－1所示。
無空氣孔隙曲線為一理想之曲線，當夯實曲線含水量較大時
，其情況較接近無空氣狀態，夯實曲線與無空氣孔隙曲線較接近。
其中：
W=夯實濕土樣重量。
V=夯實試體模體積。
γm=夯實土樣濕單位重。
w=含水量。
γd=夯實土樣乾單位重。
（γd）max=最大乾單位重或稱最大乾密度。
γd'=無空氣孔隙之乾單位重。
夯實作力（CopmactionEffort）Ce為單位體積之夯實能量，依夯實作力之大小分標準夯實試驗與改良夯實試驗兩種，同一土壤低夯實作力之最佳含水量較高夯實作力為大，低夯實作力之最大乾單位重較高夯實作力為小。
表12－1土壤之標準夯實試驗
試驗方法
試驗
規範
最大骨材，mm
夯實模
夯實錘
層數
每層
擊數
夯實作力，kg-cm/cm3
直徑D，cm
高度H，cm
重量W，kg
落高h，cm
標
準
A
S
T
M
試
驗
ASTM
D698-91A法
4.75
10.16
11.64
2.49
30.5
3
25
6.04
ASTMD698-91B法
4.75
15.24
11.64
2.49
30.5
3
56
6.01
ASTMD698-91C法
19
15.24
11.64
2.49
30.5
3
56
6.01
ASTMD698-91D法
19
15.24
11.64
2.49
30.5
3
56
6.01
標
準
A
A
S
H
T
O
試
驗
AASHTOT99–94A法
4.75
10.16
11.64
2.5
30.5
3
25
5.93
AASHTOT99-94B法
4.75
15.24
11.64
2.5
30.5
3
55
5.93
AASHTOT99-94C法
19
10.16
11.64
2.5
30.5
3
25
6.06
AASHTOT99–94D法
19
15.24
11.64
2.5
30.5
3
55
5.93
註：
AASHTOC、D法及ASTMD法需置換大於19mm至50mm之粗料成4.75mm至19mm之細礫石料。
表12－2土壤之改良夯實試驗
試驗方法
試驗
規範
最大骨材，mm
夯實模
夯實錘
層數
每層
擊數
夯實作力，kg-cm/cm3
直徑D，cm
高度H，cm
重量W，kg
落高h，cm
改
良
Ａ
S
T
M
試
驗
ASTMD1557-91A法
4.75
10.16
11.64
4.54
45.7
5
25
27.48
ASTMD1557-91B法
4.75
15.24
11.64
4.54
45.7
5
56
27.36
ASTMD1557-91C法
19
15.24
11.64
4.54
45.7
5
56
27.36
ASTMD1557-91D法
19
15.24
11.64
4.54
45.7
5
56
27.36
改
良
Ａ
A
S
H
T
Ｏ
試
驗
AASHTOT180-93A法
4.75
10.16
11.64
4.54
45.7
5
25
27.48
AASHTOT180-93B法
4.75
15.24
11.64
4.54
45.7
5
55
26.87
AASHTOT180-93C法
19
10.16
11.64
4.54
45.7
5
25
27.48
AASHTOT180-93D法
19
15.24
11.64
4.54
45.7
5
55
26.87
註：
AASHTOC、D法及ASTMD法需置換大於19mm至50mm之粗料成4.75mm至19mm之細礫石料。
（三）試驗儀器
夯實模：
金屬製之空心圓柱體，其上有一可與之裝御之套模，
其下有固定之底鈑，有直徑10及15cm兩種。
夯錘：
係金屬製直徑50mm之圓柱形鐵錘。
磅秤：
秤量12kg，精度2g及秤量100g，精度0.01g各一。
烘箱：
能自動控制溫度110±5℃之恆溫烘箱。
三角鐵：
長度至少25公分，用以刮修夯實模之頂面土樣。
篩：
3/4吋（19.0mm）及4號篩（4.75mm）各一。
拌和器具：
利用人工拌和或拌和機。
噴水器：
用以噴灑水份於土樣以供拌和。
（四）試驗步驟
以標準普諾特夯實試驗I為例：
（1）將晾乾或烘乾後之試樣，通過#4號篩置於拌和器內，用噴水器噴
水於試樣，所加之水量約使拌和後試樣含水量少於最佳含水量之
4%-6%左右。
（2）將拌和均勻之試樣，分三層置入直徑10cm，高度11.7cm之夯實筒
內，每層厚度約略相等，於置入每一土層後，稍微整平，然後以
規定之錘重2.5kg，落錘高度30.5cm，每層夯實25次。
（3）去除套模用三角鐵刮平土樣稱重，並自土樣上中下各取一部分，
混合後作含水量試驗。
（4）逐次加水，重覆上述步驟，直至所加的水量，使夯實之試體濕單
位重下降或不變為止。
**注意事項：
（1）從最高含水量連續下降兩次時之含水量即可停止夯實試驗。
圖12－2標準與改良普諾特夯實試驗
圖12－2（a）為標準普諾特夯實試驗I 圖12－2（b）為改良普諾特夯實試驗II
（五）試驗記錄用表
土力（）第12－1號
試樣編號
No.1
No.2
No.3
蒸發皿＋濕土樣重，W1（g）
蒸發皿，W2（g）
濕土樣重，W=W1－W2（g）
烘乾土樣重，Ws（g）
含水量，w=（W－Ws）/Ws×100%（%）
土力（）第12－2號
試樣編號
No.4
No.5
No.6
蒸發皿＋濕土樣重，W1（g）
蒸發皿，W2（g）
濕土樣重，W=W1－W2（g）
烘乾土樣重，Ws（g）
含水量，w=（W－Ws）/Ws×100%（%）
土力（）第12－3號
單位重計算
試驗次數
1.
2.
3.
4.
5.
6.
試驗類型
改
良
Proctor
夯
實試
驗
模＋夯實土重,W6 （g）
模重,W7（g）
夯實土重,W6－W7（g）
體積,V（cm3）
濕土單位重,γm（g/cm3）
含水量,w（%）
乾土單位重,γd（g/cm3）
無空氣乾單位重,γd（g/cm3）
土力（）第12－4號
乾土單位重與含水量曲線圖
（六）試驗問題
12－1下列何者非土壤之品質控制試驗項目：
（1）阿太堡限度試驗
（2）C.B.R.試驗（3）夯實試驗。
12－2道路路基土壤之品質如何控制：
（1）用C.B.R.值（3）用夯實試驗及工地密度試驗
（3）以上皆可。
12－3土霸之滾壓應在濕側或乾側滾壓：
（1）濕側
（2）乾側（3）視情況而定。
12－4土霸之霸心材料滾壓應考慮在濕側或乾側滾壓：
（1）濕側
（2）乾側（3）視情況而定。
12－5土霸之級配料滾壓如何考慮在濕側或乾側滾壓：
（1）濕側
（2）乾側（3）視情況而定。
12－6改良型與標準型之夯實試驗有何不同：
（1）夯實模大小
（2）夯實作力大小（3）夯實次數大小。
12－7標準Proctor夯實試驗之夯實作力：
（1）6.06
（2）27.36（3）45.24kg-cm/cm3。
答：
夯實作力=
=
=6.01kg-cm/cm3
12－8改良Proctor夯實試驗之夯實作力：
（1）6.06
（2）27.36（3）45.24kg-cm/cm3。
答：
夯實作力=
=
=27.36kg-cm/cm3
12－9土壤夯實試驗目的在求那些土壤力學參數：
（1）最佳含水量
（2）最大乾密度（3）以上皆是。
12－10若某土壤之土粒比重為Gs=2.65，當含水量為14.1%時，無空
氣孔隙乾單位重γd'為多少：
（1）1.93g/cm3
（2）1.83g/cm3（3）1.73g/cm3。
答：
Gsγw2.65×1
γd'=─────=────────
1＋Gsw1+（2.65×14.1﹪）
=1.93g/cm3
試驗十二【答】：
（1）（3）（3）
（1）
（2）
（2）
（1）
（2）（3）
（1）
（七）試驗討論問題
1.夯實試驗如何求得最佳含水量?
此最佳含水量如何應用?
2.夯實試驗如何求最大乾單位重?
此最大乾單位重如何應用?
3.計算無空氣乾單位重需土粒比重，該數據如何得知?
4.用Excel繪夯實曲線如何正確求出最加含水量及最大乾單位重?
5.如何用Excel軟體將夯實曲線及無空氣孔隙乾單位重曲線繪於同一張圖上?
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