无侧限抗压强度试验参照标准（无侧限抗压强度技术总结）

2024-09-08 09:36:13 人气：100 次阅读


1 定义解读

按按符合要求的技术程序，对检测的试样在无侧限的条件下（试样除上下底面外，前后左右四个面均为自由临空面，无任何约束，周围的压力为零），施加轴向的压力直到试件破坏(破裂时常在侧面可以看到清晰的破裂面痕迹），确定土体或者材料的抗压强度的技术操作过程。

无侧限抗压强度是力学指标，其是通过单位面积上的受力情况反应的，根据物理学中的压强公式P=F/S计算,其标准单位为帕斯卡（Pa），土木工程中常用兆帕(MPa)表示。1MPa=10^6Pa.

2、道路工程中的用途

道路岩土中土力学试样分析及研究、工程施工中无机结合料（水泥稳定材料、综合稳定材料、石灰稳定材料、工业废渣稳定材料）的强度试验及验收。作为道路工程建设者，目前用得最多的就是水泥稳定材料无侧限抗压强度（后续重点以此为评析对象）。其作为道路基层的主控项目之一，是道路从业者必须弄明白的重要数据之一。

3、相关技术规范对道路无机结合料强度的规定

《公路路面基层施工技术细则》相关规定：

4.2.2条：应采用7d龄期无侧限抗压强度作为无机结合料稳定材料施工质量控制的主要指标。

【评析】7d龄期无侧限抗压强度指 标准养生6d，最后1天浸水，浸水温度为20℃±2℃，水面高出试件约2.5cm。由于现场一般不具备符合要求的浸水条件，工程实施时，建设单位委托的检测机构要求第6天就需要送检试件。

4.2.4条：水泥稳定材料的7d龄期无侧限抗压强度标准Rd应符合表4.2.4的规定。

图 1 相关技术规范强度规定

【评析】水泥稳定材料给出的无侧限抗压强度指标，其为道路工程设计及施工提供了依据及目标。工程实施过程中根据不同的道路等级及结构层类型分别选用。施工设计图给出设计强度以后，过程施工中应采取相应的措施确保达到设计要求的强度。体现的方式是按要求制作试件、养护并送检。

4 试件尺寸及数量要求

4.1 细粒土（公称最大粒径小于16mm的材料）:

试模直径*高=Φ100mm*100mm,每组数量N=6个(变异系数＜10%）或9个（变异系数10%～15%）；

4.2 中粒土（公称最大粒径16～26.5mm的材料）:

试模直径*高=Φ150mm*150mm,每组数量N=6个(变异系数＜10%）或9个（变异系数10%～15%）或13个（变异系数15%～20%）；

4.3 粗粒土（颗粒的最大粒径不小于26.5mm的材料）:

试模直径*高=Φ150mm*150mm,每组数量N=9个（变异系数10%～15%）或13个（变异系数15%～20%）；

【解析】市政道路中水泥稳定碎石上基层及底基层颗粒最大粒径一般控制在31.5mm/37.5mm以内，因此其均属于粗粒土范畴。水泥稳定碎石层无侧限抗压强度试件制作的试模规格及数量为：Φ150mm*150mm，每组13个。

5 试件制作的方法及养护

由于现行道路基层施工多采用厂拌法施工（商品水稳层），混合料的质量效果出厂时就固定了。由于试件是按现场压实度标准采用静压成型，材料的压实方法和压实度水平对试件强度有显著影响。

【策略】按现场压实度标准（现场同条件实施时的标准击实，非出厂时厂家的配合比报告）折算混合料的含水量，并通过计算确定试件达到要求强度的混合料质量，在满足压实度的前提下，确保试件强度满足设计要求。

计算公式：

混合料称量的质量=压实度*（1+含水率）*试模体积*最大干密度。

举例说明：某道路基层水泥稳定碎石层，设计压实度98%，混合料标准击实含水率4.6%，最大干密度2.354g/cm3，采用Φ150mm的试模制作试件，则欲满足设计要求的压实度及强度，每个试件需要装入的混合料质量M为：

M=0.98*(1+0.046）*0.25*3.14*15^2*15*2.354=6393g。

即试件制作时，确保6393g混合料成型于试模中。

现场试件制作采用万能材料试验机压平、稳压。

试件采取以规定温度下标准保湿养生6天（温度20℃±2℃，相对湿度95%以上的标准养护室，试件装入塑料袋内，排除干净袋内空气，扎紧袋口；架子上的试件间隔保持在10mm～20mm以上），第7d送检到检测单位浸水；按期、分批进行试验。

【注意点】此养护乃标准养护而非同条件养护。

6 检验频率

每2000M2或每一作业班抽检不少于1次。

7 材料强度评定方法

7.1 无机结合料稳定材料强度评定方法按《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2017）规定执行：如下图示

图2 无侧限抗压强度评定标准

7.2 评定路段划分

不同的基层类型、不同的结构层次分开；纵向分段长度没有作明确要求。市政道路可以按检验批为单元进行评定；公路工程可以按1～3Km路段为单元进行评定。

7.3 作者对评定标准中参数解析计算补充如下：

图3 参数计算

8 工程实例分享

某市政道路工程，等级主干道，水泥稳定碎石上基层，无侧限抗压强度设计值为4.0Mpa，某一验收批实测强度值为
5.6/4.7/4.6/5.4/4.7/4.4/5.4/5.5/5.3/4.7/5.5/5.3/4.5(单位Mpa),请评定该批无侧限抗压强度？

某施工技术资料软件成果如下图4所示

图4 某工程实例评定解析

【步骤1】计算平均值

图5 平均值

【步骤2】计算标准差

图6 标准差

【步骤3】计算偏差系数

图7 偏差系数

【步骤4】计算Rd/（1-ZaCv）的值。

图8 强度计算值

本例中设计值Rd=4.0;保证率Za=1.645;Cv计算=0.088。

【步骤5】比较平均值与计算值大小并判定。

5.05Mpa＞4.68Mpa，该批无侧限抗压强度评定合格。

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