填筑土體壓實(shí)度快速檢測試驗(yàn)

填筑土體壓實(shí)度快速檢測試驗(yàn)摘要：對平原水庫大壩壓實(shí)度的快速檢測進(jìn)行了大量的"三點(diǎn)擊實(shí)〃和標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)。分析了三擊實(shí)試驗(yàn)中在減水或者加減水條件下試驗(yàn)方法的可行性和數(shù)據(jù)合理性。并與標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)方法作了比較。得出了在加、減水條件下的減水情況和試驗(yàn)方法是可行的。關(guān)鍵詞：三點(diǎn)擊實(shí)；最大變換干密度；最優(yōu)含水率；填土含水率的差；數(shù)解法；壓實(shí)度刖言在減水的情況下，最佳含水率與填土含水量的差值一般在-3%?0之間。在試驗(yàn)過程中，當(dāng)土壤減水率小于6%時(shí)，三次點(diǎn)擊試驗(yàn)結(jié)果較為合理。用三點(diǎn)擊實(shí)實(shí)試驗(yàn)法測填土壓實(shí)度的時(shí)間要小于標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)方法，方法為6-8小時(shí)。三點(diǎn)擊實(shí)試驗(yàn)填筑土壓實(shí)度的方法適用于土質(zhì)較大的工程。提出了三點(diǎn)擊實(shí)在減水過程中的實(shí)際測試步驟和注意事項(xiàng)?！澳雺菏酵潦瘔卧O(shè)計(jì)規(guī)范(DL/T5395-2007)”規(guī)定，“礫石和碎石土壤應(yīng)作為壓實(shí)度和最佳含水量的設(shè)計(jì)控制指標(biāo)，以及設(shè)計(jì)干密度應(yīng)乘以壓實(shí)度由壓實(shí)度〃。在現(xiàn)場施工過程中，通過對碾壓參數(shù)的監(jiān)測，以滿足相關(guān)規(guī)定，比較土壤干密度、填土干密度和最大干密度。室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)確定了其最大干密度和最佳含水量，并與土壤性質(zhì)有關(guān)。同時(shí)，試驗(yàn)需要2-3d時(shí)間，導(dǎo)致壩體填筑和等待。用"三點(diǎn)擊實(shí)〃試驗(yàn)法計(jì)算壓實(shí)度僅為2-3小時(shí)，如果按數(shù)值解法編制壓實(shí)計(jì)算，節(jié)省了近1/4的時(shí)間，提高了試驗(yàn)進(jìn)度。一些人等認(rèn)為它是合理利用擬合拋物線頂點(diǎn)在一定范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)的最大濕密度和最佳加水率。它可以用三點(diǎn)數(shù)法來確定。認(rèn)為當(dāng)填土含水率小于4%?1%的最佳含水率時(shí)，三點(diǎn)法的壓實(shí)度幾乎接近圖解法的壓實(shí)度。誤差僅僅0.5,能滿足要求?！赌雺菏酵潦瘔问┕ひ?guī)范(DL/T5129-2001)》中規(guī)定了僅對三點(diǎn)擊實(shí)試驗(yàn)加水的情況用數(shù)解法求壓實(shí)度。在實(shí)際軋制過程中，軋制過程中的含水率可能比材料現(xiàn)場的土壤樣品含水率大得多，而且材料場的土壤樣品有較大的差異。在這個(gè)時(shí)候，三點(diǎn)擊實(shí)的測試做第二點(diǎn)時(shí)繼續(xù)加水有很大的可能造成試驗(yàn)結(jié)果失真。此時(shí)，需要進(jìn)行減水進(jìn)行壓實(shí)試驗(yàn)。本文對此進(jìn)行了研究。一、三點(diǎn)擊實(shí)試驗(yàn)法的原理填土壓實(shí)度D的概念是壓實(shí)密度的最大干密度對應(yīng)于實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)試驗(yàn)的百分比，它反映壓實(shí)后土壤的密度，即：式中：ms土樣中土顆粒質(zhì)量；該公式的物理意義是以土壤濕質(zhì)量百分比表示的水量。這是改造后的濕密度。最佳含水率與和填土含水率的差值與(1+wf)之比。該方法同時(shí)以環(huán)形切割器為樣本，同時(shí)對環(huán)形切割器附近的土壤進(jìn)行采樣，及時(shí)進(jìn)行三點(diǎn)擊實(shí)試驗(yàn)，較好地考慮了土壤緊實(shí)度的變化。二、三點(diǎn)擊實(shí)減水試驗(yàn)法2.1減水情況下的數(shù)解法及數(shù)據(jù)處理根據(jù)規(guī)定，用壩上的環(huán)形刀對壩面土試樣進(jìn)行碾壓，測定了碾壓后填土的濕密度。同時(shí)，在環(huán)剪土試樣上進(jìn)行了足夠數(shù)量的土樣密封試驗(yàn)，并進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中，將5毫米篩快速交叉，分為三部分，分別密封保存，每次3公斤，以避免土樣含水率與填土含水量的差異。為保證壓實(shí)試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，建議用3公斤標(biāo)準(zhǔn)土樣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，以保持填土含水率，剩余土高度在3厘米以內(nèi)，可測量濕密度。其變換濕密度為。為了保持填土含水量，采用3公斤的封閉土樣作為室內(nèi)壓實(shí)試驗(yàn)，測定了濕密度，得到了濕密度。此時(shí)，必須遵循濕密度，然后必須減少第三個(gè)樣品進(jìn)行壓實(shí)試驗(yàn)。得到其變換濕密度為。若濕密度變化較小，需在土壤中添加第三種土樣進(jìn)行壓實(shí)試驗(yàn)。壓實(shí)密度為P3，轉(zhuǎn)化濕密度為。根據(jù)A、B、C三點(diǎn)繪制拋物線，并用兩條拋物線得到拋物線頂點(diǎn)三點(diǎn)。在減水條件下，最大干密度是最佳含水量與土壤含水量的差異。（4）利用電子表格excel繪制擬合曲線或數(shù)學(xué)方法處理數(shù)據(jù)，方便快捷。根據(jù)式（1）原理計(jì)算填筑土體的壓實(shí)變。2.2加、減水條件下的數(shù)解法及數(shù)據(jù)處理同2.1節(jié)中步驟①②③；如果濕密度的變化相對較小，此時(shí)，為了保證三點(diǎn)擊實(shí)試驗(yàn)成功，土壤第三個(gè)樣品需要添加水做擊實(shí)試驗(yàn)，含水率所顯示的是Z3，測得擊實(shí)濕密度p3，變換濕密度為。以變換濕密度P為縱坐標(biāo)，加水率二為橫坐標(biāo)，根據(jù)A、B、C三點(diǎn)繪制拋物線，并用兩條拋物線得到拋物線頂點(diǎn)三點(diǎn)，得到三點(diǎn)的拋物線峰點(diǎn)。也就是說，在加、減水的條件下，最大干密度發(fā)生變化，這就是最佳含水量與填充水分的區(qū)別。（5）利用電子表格excel繪制擬合曲線或數(shù)學(xué)方法處理數(shù)據(jù)，方便快捷。2.3小結(jié)在公式（4）的觀點(diǎn)和公式（5）在相同的形式，最大干密度和最佳含水量和填充土壤水分含量的差異（4）和公式（5）可以用來計(jì)算最大干密度、最佳含水量和填充水的含量，可應(yīng)用于水的減少和由三點(diǎn)擊實(shí)試驗(yàn)方法水分條件的加法和減法。三、工程應(yīng)用（南水北調(diào)工程大屯水庫工程為例）屯河水庫工程是南水北調(diào)東線工程一期工程中的一個(gè)平原水庫調(diào)度工程。大壩總長8913.99米，壩體496萬5000平方米。壩型主要為砂壤土均質(zhì)壩和裂隙粘土分區(qū)壩。圍壩填筑土料來源是庫盤土料，土壤深度為0.3-2.4米，表面層為0.3米，材料層的表面層覆蓋0.4-0.6米土層。表土清除后3m土層，壤土中粉土含量高。主要為輕壤土和輕粉壤土。土壤被根據(jù)土層巖性和地層結(jié)構(gòu)，將土場分為3個(gè)部分:A區(qū)裂隙勃土區(qū)、B區(qū)砂壤土區(qū)、C區(qū)裂隙黏土和砂壤土混合區(qū)；而裂隙黏土和砂壤土混合區(qū)又分為3個(gè)亞區(qū)：裂隙黏土厚度小于20%；裂隙黏土在20%到60%之間，裂隙黏土大于60%。根據(jù)土壤材料的分布，土壤材料的差異很大，而且很不均勻。僅采用標(biāo)準(zhǔn)干擊試驗(yàn)確定土壤最大干密度和最佳含水量作為大壩壓實(shí)的控制指標(biāo)。因此，研究壓實(shí)質(zhì)量的快速檢測方法是十分必要的。本文進(jìn)行了大量的標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)和三次擊實(shí)試驗(yàn)，并進(jìn)行了對比分析。最大干密度和最佳含水量的土壤樣品的輕型擊實(shí)試驗(yàn)確定，如表2所示。十密度變化最大和最佳含水量和填充水含量的差異是表2所示，用水量減少的方法和精度非常滿意的最大干密度的差異比輕型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。最優(yōu)含水率最大值為7.6%,結(jié)果很好。同時(shí)，在不同的減水條件下，在相同的土壤樣品下進(jìn)行三次點(diǎn)擊試驗(yàn)。J4為例。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示，通過不同的組合獲得了最大干密度和最佳含水量。分析認(rèn)為，最佳含水率與填土含水量之間的差異越大，當(dāng)?shù)孛姹粔核闀r(shí)，土壤就很難通過地面。鑒于此，數(shù)值越小，土壤含水率越接近最佳含水率，標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)試驗(yàn)越接近土壤含水量越接近土壤壓實(shí)越容易。大壩的壓實(shí)質(zhì)量也很容易得到保證。表2數(shù)據(jù)分析和價(jià)值縮減一般為3.0%?0，減水率小于6%。三點(diǎn)擊實(shí)結(jié)果是相當(dāng)合理的。以壓實(shí)工程作為控制指標(biāo)，只需計(jì)算最大干密度，不需要測量圍壩工程中的含水量。這節(jié)省6-8小時(shí)。同時(shí)，對不同的土體特性適用性強(qiáng)。現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗(yàn)的作用不可小看，施工方法與工程實(shí)際要緊密結(jié)合，生產(chǎn)性試驗(yàn)既是指導(dǎo)生產(chǎn)的必要環(huán)節(jié)，又是選擇施工方法的驗(yàn)證手段。結(jié)束語：通過對三點(diǎn)擊實(shí)試驗(yàn)法的進(jìn)一步研究分析，得出以下結(jié)論。三點(diǎn)擊實(shí)試驗(yàn)方法是從田間取樣到壓實(shí)度，需要2-3小時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)方法需要10小時(shí)以上，節(jié)省大量時(shí)間。在一般含水率在3%?0以下的情況下，減水率均小于6%，三點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)合理。水下條件下三點(diǎn)擊實(shí)測方法可行，數(shù)據(jù)處理方法簡單，操作方便。在不測量土樣含水率的情況下，可以得到壓實(shí)度，與標(biāo)準(zhǔn)輕擊試驗(yàn)相比節(jié)省了時(shí)間，加快了工程進(jìn)度。參考文獻(xiàn)張志權(quán).提高擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)