2024水電水利工程堆石體密度附加質(zhì)量法試驗規(guī)程

水電水利工程堆石體密度附加質(zhì)量法試驗規(guī)程目次TOC\o"1-2"\h\z1總則 水電水利工程堆石體密度附加質(zhì)量法試驗規(guī)程條文說明

目次條文說明 191總則 224儀器設(shè)備 234.1規(guī)格性能 234.2檢查校準(zhǔn) 235試驗準(zhǔn)備 245.1試驗條件 246現(xiàn)場試驗 256.1測點布置 257試驗成果 277.1數(shù)據(jù)處理 271總則1.0.1堆石體密度附加質(zhì)量法試驗是近年來常用的堆石體密度檢測方法，它基于附加質(zhì)量法的原理，通過測量堆石體在受到外力作用時的堆石體振動變化，從而計算出堆石體的密度。在實際應(yīng)用中，堆石體密度附加質(zhì)量法試驗需要遵循一定的技術(shù)規(guī)程和操作流程。首先需要選擇合適的測試設(shè)備和工具，然后按照規(guī)定的操作流程進(jìn)行試驗，最后根據(jù)試驗結(jié)果進(jìn)行分析和評估。此外，堆石體密度附加質(zhì)量法試驗還需要注意一些問題，例如設(shè)備的精度和穩(wěn)定性、操作人員的技能和經(jīng)驗、環(huán)境因素的影響等。因此，在進(jìn)行堆石體密度附加質(zhì)量法試驗時，需要嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)程和操作流程進(jìn)行，以確保試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在水電水利工程中，堆石體的密度是一個重要的參數(shù)，它直接關(guān)系到堆石體工程的穩(wěn)定性和安全性。為了準(zhǔn)確測量堆石體的密度，通常會采用附加質(zhì)量法進(jìn)行現(xiàn)場試驗。這種方法可以快速、準(zhǔn)確地獲取堆石體的密度信息，并且適用于不同粒徑組成的堆石料。4儀器設(shè)備4.1規(guī)格性能4.1.1試驗設(shè)備應(yīng)該包括用于施加附加質(zhì)量的裝置、測量堆石體振動的傳感器以及相關(guān)的分析軟件等。這些設(shè)備需要滿足一定的精度和穩(wěn)定性要求，以確保試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在實際應(yīng)用中，附加質(zhì)量法試驗技術(shù)的性能可能會受到多種因素的影響，如堆石體的性質(zhì)、附加質(zhì)量的施加方式、傳感器的類型和精度等。因此，選擇合適的設(shè)備和制定合理的試驗方案是非常重要的。4.1.4附加質(zhì)量選擇依據(jù)為：=1\*GB3①確保～曲線頻差波動小，要求附加質(zhì)量不應(yīng)少于5級；=2\*GB3②儀器的頻率測試精度比每級相應(yīng)附加質(zhì)量頻率差要高一個量級；=3\*GB3③在保證測試精度的前提下附加質(zhì)量應(yīng)盡量小，以節(jié)省人力﹑物力，壓板下介質(zhì)不應(yīng)產(chǎn)生塑性變形。依據(jù)以上原則確定附加質(zhì)量的重量。4.1.5因堆石料性質(zhì)和級配不同，其測點所反映的有效振動頻率也不同，檢波器的選取應(yīng)以此為依據(jù)來選取，通常依據(jù)試驗工作確定使用的檢波器類型和頻率。4.2檢查校準(zhǔn)4.2.2在進(jìn)行堆石體密度附加質(zhì)量法試驗時，需要使用專門的儀器設(shè)備。這些設(shè)備通常需要經(jīng)過校準(zhǔn)才能確保其測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。需要注意的是，不同的儀器設(shè)備可能需要不同的校準(zhǔn)方法和步驟，因此在進(jìn)行校準(zhǔn)時，一定要嚴(yán)格按照儀器設(shè)備的使用說明書或者相關(guān)的操作規(guī)程進(jìn)行操作。不同的附加質(zhì)量法試驗規(guī)程對儀器設(shè)備校準(zhǔn)的要求會因設(shè)備和方法的差異而有所不同，在實際操作過程中，還需要結(jié)合實際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。5試驗準(zhǔn)備5.1試驗條件5.1.1應(yīng)根據(jù)測區(qū)條件和任務(wù)制定試驗方案，試驗過程中應(yīng)進(jìn)行附加質(zhì)量法與坑測法同測點對比試驗。結(jié)合工程填料的特性，依據(jù)測試數(shù)據(jù)，選擇最佳的激震錘重量、附加質(zhì)量塊直徑和重量等附加質(zhì)量法檢測技術(shù)參數(shù)。參數(shù)試驗期間的各種工作參數(shù)和技術(shù)分析參數(shù)，既是試驗階段研究工作的重要成果，也是后期檢測工作的技術(shù)準(zhǔn)備。5.1.2～5.1.3堆石體密度附加質(zhì)量法試驗準(zhǔn)備時，需要滿足一定的試驗條件，應(yīng)包括以下幾個方面：1應(yīng)準(zhǔn)備好相關(guān)的試驗設(shè)備，這些設(shè)備應(yīng)經(jīng)過校準(zhǔn)，確保其測量精度符合試驗要求。2進(jìn)行試驗的人員應(yīng)熟悉試驗規(guī)程和相關(guān)操作技能，能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行試驗操作和記錄試驗數(shù)據(jù)。同時，參與試驗的人員還應(yīng)了解相關(guān)的安全知識，確保試驗過程的安全。5.2參數(shù)試驗5.2.1參數(shù)試驗應(yīng)根據(jù)實際工作需要而確定，附加質(zhì)量法參數(shù)試驗的主要目的是建立填筑壩料物性特征與附加質(zhì)量法測試參數(shù)的關(guān)系，取得填筑壩料附加質(zhì)量法測試參數(shù)與壩料料物特性的分布規(guī)律。實踐證明，結(jié)合生產(chǎn)性碾壓試驗開展試驗工作，取得的成果在后期應(yīng)用會取得較好的效果。5.2.3宜結(jié)合振動信號分析軟件分析振動波形，讀取振動波形的振幅和頻率，繪制幅頻響應(yīng)曲線，根據(jù)曲線形態(tài)和分析結(jié)果來確定最佳工作參數(shù)。5.2.4堆石料填筑的每一種組合是指在生產(chǎn)性碾壓試驗階段根據(jù)不同料源，不同鋪料厚度、碾壓遍數(shù)、灑水量等施工技術(shù)參數(shù)進(jìn)行的組合，要求每種組合不宜少于3個測點。6現(xiàn)場試驗6.1測點布置6.1.1堆石體密度附加質(zhì)量法試驗是一種原位、快速的無損檢測技術(shù)，具有高效、快速、準(zhǔn)確的特點，從現(xiàn)場檢測到提交堆石體密度試驗成果的時間不超過30分鐘，解決了大壩堆石體填筑質(zhì)量檢測評定與施工進(jìn)度的矛盾。由于附加質(zhì)量法試驗對象是碾壓后作業(yè)面的堆石體密度，所以試驗工作必須實時跟蹤，與單元驗收同步。6.1.3測點位置可采用手持GPS測量、全站儀測量、人工測量等方式確定。6.1.41附加質(zhì)量法測點的布置是根據(jù)填筑質(zhì)量控制的需要確定的，對于土石壩堆石料區(qū)是依據(jù)坑測最小數(shù)量要求的20倍～25倍數(shù)量控制，過渡料區(qū)、墊層料區(qū)和反濾料區(qū)均參考坑測數(shù)量。通過糯扎渡、苗尾、猴子巖、兩河口、長龍山等工程應(yīng)用表明，與規(guī)范規(guī)定的坑測法相比，采用附加質(zhì)量法減少坑測點數(shù)量近70%，樣本代表范圍擴(kuò)大了10倍。4不合格部位補充碾壓與復(fù)測范圍應(yīng)大于測點分布布置的范圍，才能起到質(zhì)量控制的作用。6.2流程與方法6.2.1～6.2.2附加質(zhì)量法現(xiàn)場工作環(huán)境較為復(fù)雜，檢測條件變化較大，為了保證每次檢查結(jié)果的真實有效，應(yīng)采用鋪細(xì)砂搗平方式改善場地測試條件，對檢測結(jié)果無影響。6.2.3～6.2.4一個測點試驗過程如下：1平整場地，鋪上2cm左右的細(xì)砂以作耦合用。2附加質(zhì)量塊整齊疊放在測點上，宜疊放5級～6級附加質(zhì)量塊。3將拾振器粘合在附加質(zhì)量塊中央。4正確連接儀器，設(shè)置好信號采集參數(shù)。5提起重錘，自由下落于附加質(zhì)量塊旁的堆石體上，儀器記錄試驗信號。6減少一級附加質(zhì)量塊。7重復(fù)第5、6步，直到完成5到6級振動信號的觀測。6.2.54激振力的大小對附加質(zhì)量塊與堆石體的振動體系有一定影響，應(yīng)通過試驗確定。錘擊距離和錘擊高度應(yīng)按照錘擊檢測信號頻譜圖主頻清晰、頻差一致性好的原則進(jìn)行選擇。5質(zhì)量塊旁放置重物對附加質(zhì)量法主頻分析與主頻判讀會造成的一定影響，距離質(zhì)量塊100cm范圍外可排除影響，可提高附加質(zhì)量法數(shù)據(jù)采集精度。6.2.6為了減少或消除現(xiàn)場各種不確定性因素對觀測數(shù)據(jù)的影響，保證觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，現(xiàn)場測試人員應(yīng)對每個測點的數(shù)據(jù)波形進(jìn)行辨識。當(dāng)有效波形相似時，表明測試信號相對穩(wěn)定，可以選擇品質(zhì)較好的數(shù)據(jù)作為該測點的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；當(dāng)觀測數(shù)據(jù)發(fā)生突變或明顯偏離其他測量值時可視為異常，這些異?，F(xiàn)象可能是由于介質(zhì)的物性條件變化所引起，也可能是因背景干擾或觀測不當(dāng)?shù)人?，?yīng)重復(fù)觀測，以確認(rèn)異常的真?zhèn)巍?.2.7主要指涉及安全、環(huán)境和職業(yè)健康的強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)，如核子密度法對于土料有一定的應(yīng)用，但核子密度法涉及放射性探測的放射性物質(zhì)管理的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。7試驗成果7.1數(shù)據(jù)處理7.1.1附加質(zhì)量法在采集過程中，通常會受到周圍環(huán)境的影響，如重載車輛經(jīng)過或振動碾壓設(shè)備的振動，采集信號的質(zhì)量易受干擾。在這種情況下，如何有效的消除干擾并保證附加質(zhì)量采集數(shù)據(jù)質(zhì)量尤為重要。因此，每級試驗數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行多次重復(fù)檢查，排除干擾信號。多級試驗數(shù)據(jù)線性回歸分析的相關(guān)性系數(shù)大于或等于0.95為合格，大于或等于0.98為優(yōu)良。7.1.3在不同的檢測條件下采集數(shù)據(jù)會存在各種信號異常現(xiàn)象，數(shù)據(jù)整理是分析與處理數(shù)據(jù)的前提條件。7.1.4儀器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、數(shù)據(jù)采集信號存在干擾時，會使采集的振動波形出現(xiàn)失真或削波現(xiàn)象，導(dǎo)致較大誤差。為防止使用這種數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理時要根據(jù)振動波形特征加以區(qū)別。早期求解堆石體密度采用率定系數(shù)法，率定系數(shù)法因堆石體波速測試穩(wěn)定性差導(dǎo)致計算誤差大，受壩料復(fù)雜性、施工參數(shù)的多樣性影響大，不同的率定系數(shù)矩陣易產(chǎn)生沖突，計算過程效率較低，率定系數(shù)法求取堆石體密度誤差大。為了解決率定系數(shù)法存在的問題，提出了數(shù)字化量板法，利用堆石體上同點位附加質(zhì)量法測試參數(shù)與坑測法測試參數(shù)的二維對應(yīng)關(guān)系建立數(shù)字量板，利用數(shù)字量板求解堆石體密度，實現(xiàn)了堆石體密度附加質(zhì)量法高精度求解，可將堆石體密度求解精度提升至98%以上。7.1.5在頻譜分析過程中，若直接采用傅里葉變換，則很難準(zhǔn)確的判斷振動體的振動主頻。為了解決以上問題，可采用頻譜細(xì)化技術(shù)來突出主頻。對于振動信號的各向異性問題，可在附加質(zhì)量塊周圍不同方向進(jìn)行錘擊來分析和判別。7.1.6《碾壓式土石壩施工規(guī)范》NB/T5129—2013中提到“附加質(zhì)量法為大壩堆石體壓實效果檢測指標(biāo)密度的檢測提供了一種快速、非破損性的實時測試手段，可以成為坑測法壓實效果指標(biāo)檢測及質(zhì)量評定的有益補充。