CNS 11777-2005 Method of test for moisture–density relations of soils（Standard effort method）《土壤含水量与密度关系试验法（标准式夯实试验法）》.pdf

1、 1 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 類號 ICS 91.100.20 A325211777經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 75 年 12 月 26 日 94 年 4 月 19 日 (共 9 頁 )土壤含水量與密度關係試驗法 （標準式夯實試驗法） Method of test for moisture density relations of soils （ Standard effort method） 1. 適用範圍 本標準規定於特定夯模內以 2.5kg 之夯錘及 305mm 之落距條件下將土壤分層夯實，測定其含水量與

2、密度之關係，共有四種方法如下。 A 法： 101.60mm 夯模，試樣通過試驗篩 4.75mm CNS 386試驗篩者。 B 法： 152.40mm 夯模，試樣通過試驗篩 4.75mm CNS 386 者。 C 法： 101.60mm 夯模，試樣通過試驗篩 19.0mm CNS 386 者。 D 法： 152.40mm 夯模，試樣通過試驗篩 19.0mm CNS 386 者。 備考 1. 夯實方法依夯實能量區分為標準式 (Standard effort method)與改良式(Modified effort method)兩種，有時亦稱為普羅克達夯實試驗 (Proctor compaction

3、 test)與改良式普羅克達夯實試驗 (Modified proctor compaction test)，前者夯實能量約為 600kN-m m3，後者約為 2700 kN-m m3。 2. 採用 A 法與 B 法時本標準適用於停留試驗篩 4.75mm CNS 386 上土壤材料在 40%以下者，採用 C 法或 D 法時則適用於停留試驗篩 19.0mm CNS 386上土壤材料在 30%以下者。停留於上述篩號之材料稱為粗料。 3. 應用於工地密度之壓實控制時，若試樣含有粗料，則應依 CNS 14732依粗料含量調整土壤夯實密度試驗法調整密度後再予比較求得壓實度。指定標準方法之權責單位應規定不必

4、進行調整之粗料最少百分率，否則可定為 5%。 4. 若粗料百分率超過本標準規定之容許值，得採其他方法 進行壓實控制，諸如以試驗填築 (test fill)決定獲致所需壓實度之方法，再以規定壓實設備之種類、能量、每層填築厚度與滾壓次數等方法規範控制壓實工作。 2. 設備 2.1 夯模 模壁堅固，金屬製之圓模，其尺度與容積如第 2.1.1 節及第 2.1.2 節之規定。附可拆卸高約 60mm 之延伸套模，以便土樣可在模內夯成所需之高度與體積。夯模與套模須用相同材料製成並與可拆卸之底板緊密結合成一體。底板表面之平整度須在 0.13mm 以內，如圖 1、圖 2 所示。 2.1.1 101.6mm 夯模

5、之容積為 0.0009430.000008m3，內徑與高度分別為101.600.4 2 CNS 11777, A 3252 152.400.66mm 及 116.430.13mm(圖 2)。 2.1.3 夯模使用日久以致尺度超出製 造許可差，但未達該許可差值之一半時仍可使用，惟其容積應依 CNS 1163粒料單位質量與空隙試驗法查驗，並以查驗後之容積計算。 圖 1 內徑 101.6mm 模具與底板 單位： mm(1) 註 (1) 容積之單位為 m3。 斷面 A-A A ：翼形螺帽 B ：螺桿 C ：掛鈎 D ：銲接 (每個掛鈎之上下方 ) E ：延伸套模 F ：夯模 G ：底板 容積= 螺桿在

6、底板上之位置 夯模中間高度 最小9.53最小20.32最大3.81 最小3.18 3 CNS 11777, A 3252 圖 2 內徑 152.4mm 模具與底板 單位： mm(2) 註 (2) 容積之單位為 m3。 2.2 夯錘 2.2.1 手動夯錘：金屬製夯錘，質量為 2.4950.009kg，錘底平面直徑為 50.80mm，製造許可差為 0.25mm。使用中之錘面直徑不得小於 50.42mm，附導管以控制土面上落距為 3052mm。導管每端至少應有 4 個排氣孔 (共 8 孔 )，孔徑不得小於 9.5mm，相隔約成 90，各距管端約 19mm 並有足夠孔隙以便夯 A ：翼形螺帽 B ：螺

7、桿 C ：掛鈎 D ：銲接 (每個掛鈎之上下方 ) E ：延伸套模 F ：夯模 G ：底板 斷面 A-A容積= 螺桿在底板上之位置 夯模中間高度 最小9.53最小20.32最大3.81 最小3.18 4 CNS 11777, A 3252 錘可自由落下而無阻礙。 2.2.2 機械夯錘：金屬製夯錘，可控制離土面之自由落距為 3052mm，並能均勻分布夯錘落點於土壤表面。夯錘質量為 2.4950.009kg，錘底平面直徑為50.80mm ，其製造許可差為 0.25mm ，使用中之 錘面直徑不得小於50.42mm。機械夯錘須經查驗調整使與手動夯錘之結果一致。 備考 1.機械夯錘之查驗調整如下。 (1

8、) 仔細檢查機械與手動夯打機是否狀況良好並符合相關規定。 (2) 預先於土壤或其他柔軟物上夯打 25 下以上，使機械情況穩定。 (3) 稱取 25kg 左右依 CNS 12387工程用土壤分類試驗法分類為CL 之土壤，若土樣之含水量太多，可用氣乾或在 60以下之溫度烘乾至達易碎狀況。 (4) 將成團狀試樣打散，使通過試驗篩 4.75mm CNS 386 後，移除停留篩上之土樣，並將通過篩網之土樣充分拌和均勻。 (5) 利用上述土樣，依本標準 A 法進行夯實試驗求得最大乾密度與最佳含水量 ( 即利用機械夯打機與手動夯打各求得一夯實曲線 )，以手動夯打求得之最大乾密度則為max ，以機械夯打機求得

9、之最大乾密度為max 。 (6) 測定上述兩個最大乾密度之差異百分率 W。 W= 100maxmaxmax)(7) 若絕對值 |W|2.0，則該機械夯打機符合規定即可使用，但若絕對值 |W|2.0，則須另以同樣土壤依上述步驟進行 2 次夯實試驗，以進行比對。 (8) 分別測定最大乾密度平均值 (三次平均 )之差異百分率得 W 。 100Wmaxmaxmax)(=(9) 若絕對值 | W |2.0，則該機械夯打機符合規定即可使用，但若絕對值 | W |2.0，則應調整機械夯錘之質量。 上述 (6) (8) 式中， W=第一組最大乾密度之差異百分率。 W =三次最大乾密度平均值之差異百分率。 ma

10、x =手動夯打所得之最大乾密度。 max =三次手動夯打最大乾密度之平均值。 max =機械夯打機所得之最大乾密度。 max =三次機械夯打機所得最大乾密度之平均值。 (10) 質量調整後 進行另外三組夯實試驗得新之 W ，重複 (8) (9)步驟直至絕對值 | W |2.0。 5 CNS 11777, A 3252 (11) 調整 (外加 )之質量不得大於夯錘原質量之 10%，否則夯打機不得再用，反之，夯錘若須減少質量至標稱值以下，在檢查設備與查驗方法情況後不變時，應調整落距。試驗結果用圖解法有助於估計加減之質量。 2. 必要時機械夯打機應以數種不同類別之土壤查驗， 以得與手動夯打相同之結果

11、。 調整機械夯打機使每次落距如同手動夯打均為 305mm 較不可行。要調整落距，可將尚未接受夯 實之鬆散土壤以夯錘輕輕壓實，以決定305mm 落距之夯實面，該層土壤以後之夯實則以此為準決定落距，或者機械之設計即能使每次之 夯錘落距均為前一次夯實完畢土樣面上305mm。 2.2.3 錘面：應使用直徑 50.8 mm 圓形錘面，若面積一樣，得使用扇形錘 面替代，但須於試驗報告中註明。 2.3 頂樣器：千斤頂、槓桿或其他設備，適宜將夯實試體由模內頂出者。 2.4 磅秤：能稱讀至 5g，且其準確度須達 5g 或試樣質量 0.1%(取其大者 )之 20kg磅秤，及能稱讀至 0.1g，且其準確度達 0.2

12、g 或試樣質量 0.1%(取其大者 )之 2kg磅秤各 1 部。 2.5 烘箱：烘乾土樣時能維持 1105之恒溫。 2.6 直尺：硬鋼直尺，長度 250mm 以上，具一斜邊且有一個以上之縱向平面 (用於刮平土面 )，該平面平整度為長度之 0.1%(3)。 註 (3) 若直尺每 250mm 長斜邊之平整度在 0.250mm 以內 (0.1%)即可用來刮平最終土樣面。由於連續使用日久 ，直尺之切刮邊可能磨耗過度而不適於刮平土樣，或不應使用因剛性不夠致使刮平土面造成凹陷之直尺。 2.7 篩網：符合 CNS 386 之 53、 19.0 及 4.75mm 篩網。 2.8 拌和工具：拌和盤、湯匙、鏝刀、

13、抹刀等或適當之機械設備以充分攪拌土樣與所加之水量。 2.9 容器：含蓋容器。由抗腐蝕材料製成之適當容器，於反復加熱冷卻後質量不變。容器應含緊密合適之蓋子以防止量測土樣 原質量前水分之蒸發或量測試樣乾質量前自大氣中吸收水分。 3. A 法 3.1 樣品之準備 3.1.1 若工地取回之土樣潮濕，應先氣乾或以 60以下之溫度乾燥使易於處理。團狀試樣在避免破壞原顆粒尺度之條件下充分打散。 3.1.2 以試驗篩 4.75mm CNS 386 篩取適量之代表性土樣，移除停留於篩上之粗料。 3.1.3 由備好之土樣中稱取 3kg 以上之代表性試樣。 3.2 試驗步驟 3.2.1 加入足夠之水量於試樣後充分拌

14、和，使其含水量較最佳含水量低約 4%。 3.2.2 在 101.60mm 夯模 (加裝延伸套模 )內分三層夯實試樣， 每層厚度約略相等， 6 CNS 11777, A 3252 使夯實後總厚度約為 125mm。夯實前，先將鬆土填入夯模並舖平後以夯錘或其他適宜工具輕打以免土樣 過於蓬鬆。前二層每層夯實後，附於模壁未經夯實之土樣應以刮刀或適當 工具刮下，然後均勻分布在土樣面做為下層之部分土樣。手動夯打時，每層以夯錘距土樣面 305mm 自由落下，均勻夯實 25 下，或於使用機械夯打機時，則自前次夯實後土樣面上約 305mm 自由落下夯實。夯實時模具須置 於堅實均勻且穩固之基礎或地面上。夯實後除去延

15、伸套模，以直尺小心刮 修土樣面使與模頂齊平。量測模加濕土質量至最近之 5g。模具符合第 2.1.1 節規定時，扣除模重後之土樣質量 (以 kg為單位 )乘以 1060 即得以 kg/m3為單位之濕土密度 W1。若模具符合第 2.1.3節之情況，則以 CNS 1163 之方法求得之體積計算。 備考： 夯實土壤 時，夯模得放置於下述任一種適當之基礎上：支撐在穩固基礎上且質量為 90kg 以上之混凝土塊，完好之混凝土地板或在工地時之混凝土箱涵、橋梁、路面上。 3.2.3 自模中移出土樣，然後自中間 垂直剖開，再自其中一塊取得代表性試樣後依 CNS 5091實驗室土壤含水量測定法求得含水量後記錄之。

16、3.2.4 若用剩餘樣品充分打散至目視判斷可通過試驗篩 4.75mm CNS 386 後加入待試之試樣中，加上足夠之水量，使其含水量約增加 1 2%(含水量之增加不應超過 2.5%，但是高塑性黏土或有機土壤之曲線扁平時，其含水量之增加率最多可至 4%)。每次增加水量後均重複第 3.2.1 3.2.3 節之步驟，直到所得夯實土樣 之濕土密度 (kg/m3)減少或不變為止。易碎試樣或重複夯實試驗過程中影響粒料尺度大者， 每次夯實應採個別之新試樣。以數個個別樣品夯實時，試驗前土樣應放在加蓋容器內養護 12 小時以上。 備考： 上述步驟 適用於大部分之土樣。但易碎土樣、粒料粒徑經重複夯實後會大量 降低

17、者或不易加水拌和之高黏性土壤，每次夯實須準備一個個別之 新土樣。此時個別樣品應加水充分拌和均勻使其含水量約增加 2%。選擇增加之含水量應包含最佳含水量，使夯實時，土樣之密度能逐漸增加至最大乾密度後再遞減之。 本備考同時適用於 B、 C、 D 各法。 4. B 法 4.1 樣品之準備 除了代表性土樣稱取約 7kg 外，其餘步驟同第 3.1 節。 4.2 試驗步驟： 除了夯模尺度與夯實次數外，與 A 法相同。即在 152.40mm 夯模 (加裝延伸套模 )內分三層夯實試樣，每層均勻夯實 56 下後厚度約略相等，且夯實後總厚度約為 125mm。模具符合第 2.1.2 節規定時，扣除模重後之土樣質量

18、(以 kg 為單位 )乘以 471 即得以 kg/m3為單位之濕土密度 W1。若模具符合第 2.1.3 節之情況，則以 CNS 1163 之方法求得之體積計算。 備考： 夯實土壤時，夯模得放置於下述任一種適當之基礎上：支撐在穩固基礎 7 CNS 11777, A 3252 上且質量為 90kg 以上之混凝土塊，完好之混凝土地板或在工地時之混凝土箱涵、橋梁、路面上。 5. C 法 5.1 樣品之準備 5.1.1 若工地取回之土樣潮濕，應先氣乾或以 60以下之溫度乾燥使易於處理。團狀試樣在避免破壞原顆粒尺度之條件下充分打散。 5.1.2 以試驗篩 19.0mm CNS 386 篩取適量之代表性土樣

19、，去除停留於篩上之粗粒料。 5.1.3 由第 5.1.1 節及第 5.1.2 節所備土樣中稱取代表性試樣 5kg 以上。 5.2 試驗步驟 5.2.1 加入足夠之水量於試樣後充分拌和，使其含水量較最佳含水量低約 4%。 5.2.2 在 101.60mm 夯模 (加裝延伸套模 )內分三層夯實試樣， 每層厚度約略相等，使夯實後總厚度約為 125mm。夯實前，先將鬆土填入夯模並舖平後以夯錘或其他適宜工具輕打，以免土 樣過於蓬鬆。前二層每層夯實後，附於模壁未經夯實之土樣應以刮刀或適 當工具刮下，然後均勻分布在土樣面做為下層之部分土樣。手動夯打時，每層以夯錘距土樣面 305mm 自由落下，均勻夯實 25

20、 下，或於使用機械夯打機時，則自前次夯實後土樣面上約 305mm自由落下夯實。夯實時模具須 置於堅實均勻且穩固之基礎或地面上。夯實後除去延伸套模，以直尺小心 刮修土樣面使與模頂齊平。量測模加濕土質量至最近之 5g。模具符合第 2.1.1 節規定時，扣除模重後之土樣質量 (以 kg為單位 )乘以 1060 即得以 kg/m3為單位之濕土密度 W1。若模具符合第 2.1.3節之情況，則以 CNS 1163 之方法求得之體積計算。 備考： 夯實土壤 時，夯模得放置於下述任一種適當之基礎上：支撐在穩固基礎上且質量為 90kg 以上之混凝土塊，完好之混凝土地板或在工地時之混凝土箱涵、橋梁、路面上。 5.

21、2.3 自模中移出土樣，然後自中間 垂直剝開，再自其中一塊取得代表性試樣後依 CNS 5091 求得含水量後記錄之。 5.2.4 若用剩餘樣品充分打散直到以目視判斷可通過試驗篩 19.0mm CNS 386 且90%左右可通過試驗篩 4.75mm CNS 386 後加入待試之試樣中。加入足夠之水量使其含水量約增加 1 2%。每次增加水量後重複上述步驟，直到所得之濕土密度 W1減少或不變為止。 6. D 法 6.1 樣品之準備 除了代表性土樣稱取約 11kg 外，其餘步驟同第 5.1 節。 6.2 試驗步驟 除了夯模尺度與夯實次數外，與第 5.2 節相同，即在 152.40mm 夯模 (加裝延伸

22、套模 )內分三層夯實試樣，每層均勻夯實 56 下後厚度約略相等，且夯實後總厚度約為 125mm。模具符合第 2.1.2 節規定時，扣除模重後之土壤質量 (以 kg 為 8 CNS 11777, A 3252 單位 )乘以 471 即得以 kg/m3為單位之濕土密度 W1。若模具符合第 2.1.3 節之情況，則以 CNS 1163 之方法求得之體積計算。 備考： 夯實土壤時，夯模得放置於下述任一種適當之基礎上：支撐在穩固基礎上且質量為 90kg 以上之混凝土塊，完好之混凝土地板或在工地時之混凝土箱涵、橋梁、路面上。 7. 計算 含水量與乾密度之計算如下。 w= (A-B)/(B-C) 100 W

23、= W1/(100+w) 100 式中， w：樣品之含水量， % A：容器 +濕土樣之質量， g。 B：容器 +乾土樣之質量， g。 C：容器之質量， g。 W：夯實土樣之乾密度， kg/m3。 W1：夯實土樣之濕密度， kg/m38. 含水量及密度之關係 8.1 由第 7 節可決定每個夯實樣品之含水量與相對之烘乾密度 (kg/m3)，以乾密度為縱座標，含水量為橫座標繪出各點後以平滑曲線連接之。 8.2 最佳含水量與最大乾密度 由第 8.1 節之平滑曲線上求得最高點之密度即為最大乾密度 (kg/m3)，相對應之含水量則為最佳含水量。 9. 報告 報告應包括下列各項： (1) 使用之方法 (A、

24、 B、 C 或 D 法 )。 (2) 最佳含水量（ OMC）至最近之整數， %。 (3) 最大乾密度至最近之 10kg/m3。 (4) 夯錘錘面之直徑若非 50.8mm 時，註明其他錘面型別。 10. 精密度 10.1 重複性 (單一操作者 ) 同一操作者在不同一天、對同一 (或近乎相同 )之試樣於同一試驗室使用同一設備試驗所得兩個結果之差異，最佳含水量大於 其平均值之 10%，或最大乾密度大於 35kg/m3時，其精密度應予存疑。 10.2 重現性 (不同試驗室 ) 不同操作者對近乎相同之試樣在不 同試驗室試驗所得兩個結果之差異，最佳含水量大於其平均值之 15%，或最大乾密度大於 72kg/m3時，其精密度應 予存疑。 9 CNS 11777, A 3252 引用標準： CNS 386 試驗篩 CNS 1163 粒料單位質量與空隙試驗法 CNS 5091 實驗室土壤含水量測定法 CSN 12387 工程用土壤分類試驗法 CSN 14732 依粗料含量調整土壤夯實密度試驗法 修訂日期：第一次修訂： 92 年 4 月 8 日