60．3 操作步骤 60．3．1 黏质粗粒土的试样制备应按下列步骤进行： 3 关于试样级配和超粒径颗粒的处理。 (1)关于试样级配。级配是影响粗颗粒土工程特性的重要因素。就同一地区的同一类土料而言，尽管成因相同，级配组成也会有所变化。因此，在进行试验时，应按料场或天然地基的自然级配，或模拟工程实际情况合理地选择试样级配，以便试验成果具有代表性。 目前，各单位所采用的级配类型有两种，即天然级配和人工级配。天然级配是根据天然料场或天然地基的天然级配制备试样，进行各项物理力学性试验并按此来确定各项指标的范围及其采用值。人工级配是根据料场或实际填料试验所得级配成果，按统计方法整理得出的级配随统计方法的不同有多种形式。有采用土料方量百分率级配曲线的方法进行统计，得出典型级配，包括上包线级配、下包线级配和平均级配；也有根据多组级配曲线的外包线轮廓线作出级配范围线，以最细者为上包线，最粗者为下包线，各组算术平均为平均级配。外包线级配是控制料场的极端情况，多用作验证性或探索性试验的依据，平均级配曲线系代表料场的平均级配情况，大多以此作为进行物理力学性质试验的依据。对于级配变化较大的土料，如风化料，则不能固定在某一级配情况下试验，必须在一定范围内进行研究。此外，尚有采用小值平均级配与考虑强度或渗透变形特征进行配制级配的其他方法。 总之，试样级配选择是一个复杂的问题，实际选用时必须以反映客观实际情况为原则，防止由于试样级配选择不当而影响试验成果的可靠性。 (2)关于超径颗粒的处理。用原级配土料进行试验是最理想的，但由于仪器尺寸的限制，有时不得不对土料中某些超过仪器允许粒径的颗粒(即超径颗粒)进行处理。 目前，国内外处理超径颗粒的方法大体有四种，处理后的级配变化如图36和表12所示。 图36 颗粒分析级配曲线 表12 颗粒级配变化表 1)剔除法。此法是将超粒径颗粒剔除，剩余部分作为整体，再分别计算各粒组含量。这样将使粒径小于5mm的颗粒含量相对增加，改变了粒径大于5mm的颗粒土的性质。因此，除超粒径颗粒含量极小外，一般不采用此法。 2)等量替代法。以仪器允许的最大粒径以下和粒径大于5mm之间颗粒，按比例等量替换超粒径颗粒，替代的级配虽保持粒径大于和小于5mm颗粒含量不变，但改变了粗料土级配、不均匀系数Cu及曲率系数Cc，此法适用于超粒径颗粒含量小于40％的土石混合料。根据比较试验证实：经替代后所得的强度比剔除法要接近实际。故此法在我国广泛应用于土石混合料等的力学性试验备料。 3)相似级配法。该法系将原级配的土料根据确定的允许最大粒径按几何相似等比例将原土样粒径缩小。于是颗分曲线平移后，仍保持与原级配曲线相似，故Cu、Cc可保持不变，但粒径小于5mm的颗粒含量有所增加。因此，该法只是几何尺寸相似，不能全面地模拟原样的性质。理想的模拟材料是其级配、颗粒形状、颗粒本身的强度、颗粒表面的粗糙度等均应与原材料相似。但这种条件是难以满足的。采用相似级配法应注意的是颗粒级配曲线的平移后，不应使其中的细粒含量增加到影响原级配试样力学性质的程度。一般来讲，粒径小于5mm颗粒的含量不大于15％～30％，对力学性质的影响是不明显的。 相似级配法在国外应用较广，多用于砂砾料及堆石料等无黏性粗颗粒土的力学性质试验，近年来，我国也有一些单位采用。 4)混合法。先用较适宜的比尺缩小，使超径颗粒含量小于40％，再用等量替代法制样。资料表明：该法所得的最大干密度与现场碾压试验相接近。 曾用大型(ф70cm)、中型(ф30cm)、小型(ф10cm)三种不同尺寸的三轴仪对几种堆石料和砂卵石料进行一系列比较试验，以大试件为原级配，中、小试件分别用相似级配和等量替代级配。成果表明：中试件两种模拟级配所得的内摩擦角(φ)比大试件大2°～2．5°，应力应变关系基本一致；而小试件所得的内摩擦角(φ)和应力应变关系均偏大。这说明粗颗粒土级配粒径缩小过多其成果受到一定的影响。 此外，对于渗透变形等试验，超粒径颗粒处理是否可参照进行，尚有待于试验验证。 总之，上述几种处理超粒径颗粒的方法，有一定局限性，故本标准未做具体规定。在使用时，要根据土料性质和试验项目来决定。 (3)关于风化粗颗粒土超径的限制。视粗颗粒风化程度不同对试样允许最大粒径的限制可适当放宽。 7 关于粗颗粒土含水率的测定。粗颗粒土含有大量砾石，颗粒大小悬殊，往往难以取代表性试样正确地测定含水率。目前测定含水率的方法有两种：一是测全料含水率，该法取代表性试样时应尽量照顾粗、细料含量的比例，试样数量不小于2000g～5000g；另一种是粗、细料含水率分别测定，然后按加权值计算全料含水率。