承载比(CBR)试验-2讲解课件.ppt

1、承载比（承载比（CBRCBR）试验）试验主要内容主要内容 室内室内CBRCBR试验试验一一定义 承载比试验又称加州承载比，是承载比试验又称加州承载比，是California Bearing Ration的缩写。此方法由美国加的缩写。此方法由美国加利福尼亚州公路局首先提出来，故因此得利福尼亚州公路局首先提出来，故因此得名，简称名，简称CBR。所谓。所谓CBR值，是指试料贯值，是指试料贯入量达入量达2.5mm时，单位压力对标准碎石压时，单位压力对标准碎石压入相同贯入量时标准荷载强度的比值。入相同贯入量时标准荷载强度的比值。意义（为什么）1.CBR 指标列入了我国指标列入了我国公路路基设计规公路路基

2、设计规范范、公路路基施工技术规范公路路基施工技术规范，作为，作为路基填料选择的依据。路基填料选择的依据。2在铁路路基施工中也采用在铁路路基施工中也采用 CBR 作为评作为评价填料强度的辅助指标。价填料强度的辅助指标。CBR 试验的优点试验的优点是能测出填料浸水后的强度，这一指标对是能测出填料浸水后的强度，这一指标对铁路浸水路基非常重要。铁路浸水路基非常重要。3、CBR用于评定基层、垫层或土基材料的相对承载力，用于评定基层、垫层或土基材料的相对承载力，是一项反映土体抗垂直位移和抵抗局部荷载压入变形能力是一项反映土体抗垂直位移和抵抗局部荷载压入变形能力的指标，当接近极限平衡条件时，兼可反映土体抗剪

3、强度的指标，当接近极限平衡条件时，兼可反映土体抗剪强度的相对量度。的相对量度。4、CBR值反映了路基填筑材料的水稳性和整体强度的大值反映了路基填筑材料的水稳性和整体强度的大小，不仅可与无侧限抗压强度试验作为无机结合材料的试小，不仅可与无侧限抗压强度试验作为无机结合材料的试验补充，还解决了砂和砂砾类建筑材料因颗粒间没有粘聚验补充，还解决了砂和砂砾类建筑材料因颗粒间没有粘聚力，无法利用无侧限抗压强度试验的问题。力，无法利用无侧限抗压强度试验的问题。CBR是表征路基土、粒料、稳定土强度的一种指标，并是表征路基土、粒料、稳定土强度的一种指标，并采用标准碎石的承载能力为标准，以相对值的百分数表示采用标准

4、碎石的承载能力为标准，以相对值的百分数表示CBR值。目前值。目前CBR做为公路工程评价土的性质的重要指做为公路工程评价土的性质的重要指标，并且即将引入铁路土工试验，标，并且即将引入铁路土工试验，CBR试验已成为路基试验已成为路基开工前必做的一项试验。而该指标的使用开工前必做的一项试验。而该指标的使用,为我国公路建为我国公路建设中正确选用设中正确选用路基填料路基填料,确保公路工程质量提供了重要依确保公路工程质量提供了重要依据据,发挥了巨大作用。因此，研究各种土的发挥了巨大作用。因此，研究各种土的CBR试验有着试验有着深远的意义。深远的意义。一、目的和适用范围一、目的和适用范围目的和适用范围2.试

5、样的最大粒径宜控制在20mm以内，最大不得超过40mm。1.本试验方法只适用于在规定的试筒内制件后，对各种土和路面基层、底基层材料进行承载比试验。试验原理 它的基本原理是通过材料在一定变形下所能承受的荷载来反映材料的强度。所谓CBR值,是指用一个直径50mm的标准贯入杆以11.25mm/min的速度压入材料试样达2.5mm(或5.0mm)时,所需的单位压力与标准碎石达到相同的贯入量时所得的标准单位压力的比值,以百分率计。其计算公式为:CBR=（P/Ps）*100%P对应于某一贯入量时路基土或路面材料的单位压力,(MPa);Ps与上述贯入量相对应的标准单位压力,若贯入量取2.5mm时,Ps=7.

6、0MPa;若贯入量取5.0mm时,Ps=10.5MPa。1、试验时，按路基施工时的最佳含水量试验时，按路基施工时的最佳含水量及压实度要求在试桶内制备试件，加载前及压实度要求在试桶内制备试件，加载前饱水饱水4昼夜，其目的是预测路基土或基层昼夜，其目的是预测路基土或基层填料在使用期间经历气象变化和长年运行填料在使用期间经历气象变化和长年运行过程中的含水量变化以及在最恶劣情况下过程中的含水量变化以及在最恶劣情况下来推算来推算CBR值值 2、在浸水过程中及贯入试验时，在试件、在浸水过程中及贯入试验时，在试件顶面施加荷载板，使试样在受到一定约束顶面施加荷载板，使试样在受到一定约束力的条件下进行试验，其目

7、的是模拟路面力的条件下进行试验，其目的是模拟路面结构施加于试样表面的上部压力，各国统结构施加于试样表面的上部压力，各国统一采用施加一采用施加50N荷载的标准方法。荷载的标准方法。3.一般以击实筒内径的一般以击实筒内径的l4一一l3作为粒作为粒径成分的最大尺寸界限，即对径成分的最大尺寸界限，即对150mm内径内径的击实筒，容许最大粒径不超过的击实筒，容许最大粒径不超过40mm。为保证试验材料为保证试验材料CBR值的准确，试验时应值的准确，试验时应尽量避免尽量避免CBR试筒中的大颗粒，因为修正试筒中的大颗粒，因为修正的材料强度特性会明显不同于原始材料，的材料强度特性会明显不同于原始材料，另外含有大

8、颗粒材料的试验结果较细颗粒另外含有大颗粒材料的试验结果较细颗粒的材料试验结果稳定性差。的材料试验结果稳定性差。试验步骤 简单总结 1、试样准备 2、击实制样 3、预压制样 4、泡水测膨胀量 5、贯入试验 6、结果整理 二、检测器具二、检测器具1.圆孔筛：孔径38mm、25mm、20mm 及5mm筛各一个。2.重型标准击实仪器设备：试筒、夯锤等。3.贯入杆：端面直径50mm、长100mm的金属柱。4.路面材料强度或其他载荷装置：能量不小于50kN。5.百分表、测力环、荷载板等。二、检测器具二、检测器具 图图 1 承载比试筒承载比试筒 1.试筒试筒 2.套环套环 3.夯击底板夯击底板 4.拉杆拉杆

9、 图图 2 路面材料强度仪路面材料强度仪 1.框架框架 2.量力环量力环 3.贯入杆贯入杆 4.百分表百分表 5.试件试件 6.升降台升降台 7.蜗轮蜗杆箱蜗轮蜗杆箱 8.摇把摇把 图图9 贯贯入入试试验验 对试验有影响的几种情况对试验有影响的几种情况 一、试件成型对一、试件成型对CBR试验的影响试验的影响(1)承载比的大小与路基填料的密度密切相关承载比的大小与路基填料的密度密切相关,一般一般来说来说,密度越大密度越大,CBR值越大。我们所要测定的是值越大。我们所要测定的是工地现场实际压实度情况下的工地现场实际压实度情况下的CBR值。因此值。因此,试验试验时要测定材料在不同密度情况下的承载比。

10、试验时要测定材料在不同密度情况下的承载比。试验规程中规定同一种材料可在三种不同的密度情况规程中规定同一种材料可在三种不同的密度情况下进行承载比试验。下进行承载比试验。一般采用击实法一般采用击实法,即将试料按最佳含水量拌和浸润即将试料按最佳含水量拌和浸润,然后按三层法击实然后按三层法击实:第一种每层击实第一种每层击实30次次,第二种第二种每层击实每层击实50次次,第三种每层击实第三种每层击实98次。次。击实试验不准导致所做的试件不能代表土基的真击实试验不准导致所做的试件不能代表土基的真正承载力，表现在，对于含大颗粒的土、超粒径正承载力，表现在，对于含大颗粒的土、超粒径颗粒未筛出或是没有计算超粒径

11、颗粒的百分含量颗粒未筛出或是没有计算超粒径颗粒的百分含量，对于粘性土，闷料洒水不均或是浸润时间不够，对于粘性土，闷料洒水不均或是浸润时间不够，对于击实试件，含水率间隔不均或试样数量不，对于击实试件，含水率间隔不均或试样数量不足，以至找不出最佳含水率。解决方法：击实试足，以至找不出最佳含水率。解决方法：击实试验前通过筛分试验和液塑限试验确定土的分类是验前通过筛分试验和液塑限试验确定土的分类是巨粒土、粗粒土、细粒土还是特殊土，各类土中巨粒土、粗粒土、细粒土还是特殊土，各类土中是高液限或是低液限，从而依据规范要求，严格是高液限或是低液限，从而依据规范要求，严格按试验规范作业。按试验规范作业。制取试件

12、过程中的注意事项制取试件过程中的注意事项 1 1制件前制件前,首先取样测定试料的含水量首先取样测定试料的含水量,按标准击按标准击实试验确定的最佳含水量计算每份试料应加的实试验确定的最佳含水量计算每份试料应加的水量水量,制料时所加水量和掺灰量一定要精确制料时所加水量和掺灰量一定要精确,试试样要充分拌和均匀样要充分拌和均匀,并且要按规范规定的时间进并且要按规范规定的时间进行闷料。行闷料。2 2制取试件过程中制取试件过程中,有时会发生试样粘在垫块上有时会发生试样粘在垫块上,从而造成试件顶面凹凸不平的现象从而造成试件顶面凹凸不平的现象,这样的试件这样的试件将影响将影响CBRCBR的真实值的真实值,只能

13、作废。为防止这种现只能作废。为防止这种现象发生象发生,可以在垫块上放二层滤纸可以在垫块上放二层滤纸,从而减少试从而减少试样被粘的可能样被粘的可能。1 确定试样的最大干密度和最佳含水量确定试样的最大干密度和最佳含水量 按照按照公路工程土工试验规程公路工程土工试验规程T0313-93规定进规定进行标准击实试验以确定试样的最大干密度和最佳行标准击实试验以确定试样的最大干密度和最佳含水量含水量,同时要注意同时要注意,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确定与量的确定与CBR试验的精度直接相关试验的精度直接相关,也是做好也是做好CBR试验的关键与基础试验的关键与基础,即使是均匀的土壤材料

14、即使是均匀的土壤材料,由于试验误差的原因由于试验误差的原因,一组试验很难如实反映试样一组试验很难如实反映试样的实际。因此的实际。因此,标准击实必须做平行试验标准击实必须做平行试验,以平均以平均最大干密度和平均最佳含水量作为制备最大干密度和平均最佳含水量作为制备CBR试件试件的标准的标准。二、对泡水的认识二、对泡水的认识(1)在进行承载比在进行承载比(CBR)试验时试验时,要进行泡水并测膨要进行泡水并测膨胀量。泡水的目的是模拟路基土处于最不利条件胀量。泡水的目的是模拟路基土处于最不利条件,即土中的含水量接近饱和状态即土中的含水量接近饱和状态(相当于南方梅雨相当于南方梅雨季节季节)。当然北方地区的

15、路基土的含水量在最不。当然北方地区的路基土的含水量在最不利条件下也不会达到泡水四天的状况。测膨胀量利条件下也不会达到泡水四天的状况。测膨胀量的目的在试验规程中没有说明的目的在试验规程中没有说明,但可粗略判断该土但可粗略判断该土是否是膨胀土是否是膨胀土,如是不符合路基填筑要求的膨胀土如是不符合路基填筑要求的膨胀土,则不得用于填筑路基则不得用于填筑路基,也就没有必要做承载比试也就没有必要做承载比试验了。但要注意验了。但要注意,有的土泡水四天后有的土泡水四天后,不但不膨胀不但不膨胀,反而下陷反而下陷,这也是正常的现象。这也是正常的现象。三、在泡水测膨胀量和进行贯入试验时三、在泡水测膨胀量和进行贯入试

16、验时,都要放都要放8块半圆荷载板块半圆荷载板,其目的是模拟路基其目的是模拟路基上面的覆盖层上面的覆盖层(面层、基层和底基层面层、基层和底基层)的压的压力。在贯入试验开始时力。在贯入试验开始时,要先给试样施加要先给试样施加45N的力的力,这主要是为了使贯入杆与试样能这主要是为了使贯入杆与试样能紧密接触紧密接触,同时也使贯入杆下的压力与荷同时也使贯入杆下的压力与荷载板作用的压力相当。载板作用的压力相当。CBR贯入试验中，反映贯入量的两个百分表读数相差较大，使取贯入试验中，反映贯入量的两个百分表读数相差较大，使取值因难，产生此问题的原因较多，主要有以下几点：值因难，产生此问题的原因较多，主要有以下几

17、点：1、试验仪未放置水平，试验仪未放置水平，由于重力作用，贯入杆钢珠与座未紧密由于重力作用，贯入杆钢珠与座未紧密接触，在荷载作用下，钢珠的轻微移动，都会引起百分表的极大变接触，在荷载作用下，钢珠的轻微移动，都会引起百分表的极大变化；解决方法：放置仪器的试验台砌筑时应基本水平，每次试验前化；解决方法：放置仪器的试验台砌筑时应基本水平，每次试验前，试验仪也应用水平尺操平，低的一端用铁片垫起，调整几次直到，试验仪也应用水平尺操平，低的一端用铁片垫起，调整几次直到水平为止。水平为止。2、贯入杆与试件顶面未完全接触贯入杆与试件顶面未完全接触，在荷载作用下，必然导致贯，在荷载作用下，必然导致贯入杆局部受力

18、，使贯入杆深度不均，反映在百分表读数相差较大；入杆局部受力，使贯入杆深度不均，反映在百分表读数相差较大；解决方法：将备好的试样放在升降台上，调整偏球座，使贯解决方法：将备好的试样放在升降台上，调整偏球座，使贯入杆与试件顶面完全接触，同时我们还应注意，读数前必须在贯入入杆与试件顶面完全接触，同时我们还应注意，读数前必须在贯入杆上施加一定荷载约定杆上施加一定荷载约定45N左右，使贯入杆不能在试件表面左右移左右，使贯入杆不能在试件表面左右移动，然后将测力和测变形的百分表指针调零。动，然后将测力和测变形的百分表指针调零。3、试料的土质分类对读数的影响试料的土质分类对读数的影响，对于细粒土试件，大颗粒含

19、，对于细粒土试件，大颗粒含量少，贯入杆贯入过程中受力较均匀，相对而言，其百分表读数相量少，贯入杆贯入过程中受力较均匀，相对而言，其百分表读数相差较少，对于粗粒土或巨粒土试件，由于大颗粒含量多，贯入杆贯差较少，对于粗粒土或巨粒土试件，由于大颗粒含量多，贯入杆贯入过程中，其外缘极易遇到较大颗粒，从而影响贯入深度，导致百入过程中，其外缘极易遇到较大颗粒，从而影响贯入深度，导致百分表读数有较大差异。分表读数有较大差异。解决方法：针对大颗粒较多的试件，做试件时，应多做出一解决方法：针对大颗粒较多的试件，做试件时，应多做出一组，这样测试中读数相差较大时，我们可多测几个试件的读数，从组，这样测试中读数相差较

20、大时，我们可多测几个试件的读数，从而找出读数较均匀的一组作为我们的测试值。而找出读数较均匀的一组作为我们的测试值。图图 6 单位压力与贯入量的关系曲线单位压力与贯入量的关系曲线 五、结果整理五、结果整理5.结果整理 （1）以单位压力p为横坐标，贯入量L为纵坐标，绘制p-L关系曲线，如图所示。五、结果整理五、结果整理（2）一般采用贯入量为一般采用贯入量为 2.5mm 时的单位压力与标准压力之比作为材料的承载比时的单位压力与标准压力之比作为材料的承载比（CBR），），即：即：1007000pCBR （2）式中：式中：CBR承载比，承载比，%；p单位压力，单位压力，kPa。同时计算贯入量为同时计算贯入量为 5mm 时的承载比时的承载比：10010500pCBR （3）