灌水法检测土石混填路基压实度超百问题研究

第35卷 第 l2期 2 0 0 9年 4月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURE V01．35No．12 Apr． 2009 ·255 · 文章编号：1009—6825(2009)12—0255—03 灌水法检测土石混填路基压实度超百问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 研究 徐 会 曾正仁 摘 要：针对灌水法检测土石混填路基压实度时出现的超-g问题，从土石混合料的压实机理出发，结合混合料的工程性 质，并考虑室内外试验的因素，提出了有效的解决方法，从而提高土石混填路基的质量。 关键词：土石混合料，压实度，灌水法，超百 中图分类号：U416．1 文献标识码 ：A 近年来 ，在我国山区及丘陵地区的公路建设中大量采用了土 石混合填料，工程实践 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，用该种填料修筑的路基具有沉降小、 稳定性好、路基强度高等优点，是一种较为理想的路基填筑材料。 目前普遍采用压实度指标l1]来控制土石混填路基压实质量 ，路基 干密度与室内击实试验所得最大干密度之 比值即称为被测点的 压实度。根据交通部《公路土工试验规程》L2 J(以下称《规程》)的 规定，采用表面振动压实仪法对土石混合料进行室内击实试验， 而现场干密度测定采用灌水法。然而在试验检测过程中出现一 些测点压实度超百的异常现象，针对这一问题做了深入分析，并 提出了解决方法。 1 土石混合料的分类 《规程》中规定，土的工程分类是按粒径大小 、含量多少、级配 特征和塑性指数等指标将土分为巨粒土，粗粒土和细粒土。土石 混合料是由粒径大小不一 、性质各异的颗粒机械组合形成的粒状 松散体，级配变化范围很大无法很好的区分 ，所以采用水利部门 的分类 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，以颗粒粒径 5 l'nnl为限，把小于 5 HlIn的填料称为土 料(细料)，而大于 5 ITI1TI的填料称为石料(粗粒料)，按混合料中含 石量的不同分别测定其压实度。 2 土石混合料的压实机理 土石混合料的压实机理是大小颗粒重新排列，相互靠近，使 空隙率降低，单位体积内固体体积颗粒数量增加的过程，并且随 着含石量的增加，土石混合料由密实一悬浮结构转化为骨架一密 实结构，最终进入骨架一空隙结构状态。 表 1 灌水法测路基压实度 编 含石 挖出填料 灌水体积 密度 含水量 干密度 最大干 密度 压实度 号 量／％ 的质量 g／cm3 ％ g／cm3 ％ g／em3 1 l0 8l5．8 5 568 l 942 12．19 1 73l 1．827 94 77 2 30 12 563．1 5 920 2．122 l3．91 1．863 1．827 101．97 3 15 813．3 7 732 2．O45 10．88 l 844 1．827 loo 96 4 12 092 5 5 405 2．237 8．40 2．O64 l 989 103．77 5 50 13 392 5 6 242 2．146 8 87 1 971 1 989 99．O8 6 l4 126 8 6 285 2．248 8 28 2．076 l 989 104．37 7 12 346 8 5 940 2．079 3．17 2．Ol5 2 001 100．69 8 70 12 046 8 5 940 2．03 3 28 1．964 2 ool 98．13 9 10 826 8 4 772 2 269 3． 5 2 200 2 o01 109．92 3 土石混填路基的压实度检测试验 试验选用砾石和红黏土的混合料作为土石混填路基填料，按 含石量的不同，将试验用料分别配置成 30％，50％，70％的土石混 合料(最大粒径为 60 mm)。土石混填路基现场碾压主要采用振 动压实机械，室内击实试验采用表面振动压实仪。以 1：8的比例 填筑一个土石混填路基模型，再用灌水法测定路基模型的干密 度，进而求得压实度。表 1中列出了 9个点的压实度检测数据， 其中压实度超百的有 6个点，压实度最大点达到 109．92％。 4 压实度超百的原因分析 4．1 室内振动击实试验 4．1．1 试验仪器的适用性 试验选用表面振动压实仪对不同含石量的土石混合料进行 压实，其允许最大粒径为60 nlin。而《规程》中规定本试验仪器适 用范围是通过 0．075 inrn标准筛的干颗粒质量百分数不大于 l5％的无粘性自由排水粗粒土的巨粒土。试验 中所选用的土料 为红黏土，粘粒含量越大，土石混合料间内摩擦力就越大，摩擦力 的存在使混合料不能完全压实，导致最大干密度值整体偏小，压 实度超百。同时在试验中若选用的击实筒过小，一些超粒径的石 料被剔除，改变了实际工程中土石混合料的级配和含石量，使测 得的数据与实际不符。可见，土石混合料的压实采用表面振动压 实仪并不太适用。 4．1．2 样品的代表性 在同一取料场，横向、纵向及深度方向上不同点土石料的性 质都各不相同，其最大干密度也有所变化。加之现场各处的含石 量、含水量以及级配不尽相同，所取样品很难代表整个土石料的工 程性质。因此检测出的压实度就不能真实反映测点的压实情况。 4．1．3 人为因素的影响 采用击实曲线求解的方法 ，往往因不同试验人员的经验、对 数据的处理方法、绘制比例等 ，导致求解的最大干密度 一和最 佳含水量 "LO 结果差异很大。在试验操作过程中，样品的压实时 间、压实分层数 、土石料搭配是否均匀、样品中超粒径颗粒的处理 方法等都会影响试验结果的精确性。最终使得测定的最大干密 度值比理论值偏小，压实度超百。 4．2 路基模型试验 4．2．1 路基模型干密度的测试方法 试验采用灌水法对路基模型的干密度进行测定。根据试验 数据，土石混合料的干密度可用式(1)计算： Pd= ／(1+ ) (1) =m／V。 其中，m 为试坑开挖出土料的质量 ；V为试坑体积；础 为含 水量。 由于试坑尺寸限制、测点表面不平整、崩塌导致试坑内壁不 规则、薄膜重叠等因素的影响，使灌水法测试结果有一定的偏差。 收稿日期：2009 O1—09 作者简介：徐 会(1978 )，女，工程师，淮南矿业集团张集煤矿，安徽 淮南 232100 曾正仁(1980一)，男，硕士，助理工程师，中国市政工程西南设计研究院，四川 成都 6l0082 ． 256． 考荤 背 山 西 建 筑 同时测点比较分散使得试验结果离散性较大，路基填料级配不均 匀导致路基各处的压实程度各不相同，造成所取土石混合料的级 配和含石量与室内击实试验不相一致，出现压实度超百。 4．2．2 路基模型的土石混合填料 路基模型的用料量相比室内击实试验要大得多，所以拌和不 均匀。士石混合料中超粒径的石料较多，很难达到精确预定配比， 影响路基的压实效果，使得部分路基压实程度高，部分压实程度 低，与室内击实试验所测数据不相一致。若测点选定在压实程度 高的区域，则最后测定的现场于密度值就偏大，使得压实度超百。 4．2．3 含水量对压实度的影响 土石混填料中含有土料和石料，虽然石料的含水量很低 ，但 是含水量对土料密度影响很大。含水量过小，土颗粒间的摩阻力 增大，在相同压实机具作用下，不易将相邻土颗粒挤密，孔隙增 大 ，达不到密实的目的；含水量过大，土颗粒问的孔隙被水 占据 ， 在碾压过程中出现“弹簧”现象 ，同样达不到压实度的要求。 4．2．4 压实机具及碾压程序 试验选用平板振动器对模型路基进行压实。该器材适用于 含石量和粒径都较小的土石混填路基的压实，而对含石量和粒径 较大的土石混填路基压实功不足 ，如果采用多层多次压实方式， 由于压实机具的缺陷，对路基的压实遍数无法定量的控制，路基 压实极不均匀，部分路基出现超密实状态，使得压实度超百。 5 解决方法 5．1 室内击 实试验的改进及数据的修正 5．1．1 合理选用击实方法 不同结构类型的土石混合料对振动压实工艺的响应不同，其 实压效果也就不同。必须根据实际情况合理选择试验仪器，由于 选用的混合料中的土料是黏性土，所以不能按《规程》中规定粗粒 土的巨粒土的压实方法进行击实试验，换而选用大型击实仪对含 有黏性土料的土石混合料进行击实。表 2为两种方法的结果对 比。从表 2可以看出，表面振动仪法得到的最大干密度值低于击 实法得到的最大干密度值。 表 2 两种击实方法的干密度对比 g／cm3 含石量／％ 名称 30 50 70 表面振动仪法 1．827 1 989 2．001 大型击实仪法 1．897 2．013 2 107 5．1．2 试验材料的超粒径处理 取料均匀 ，且具有代表性 ，保证原土石料的级配、含石量和含 水量 ，对于土石混合料中 60 n 以上的大颗粒，采取适 当的超粒 径处理方法 ，不改变原有级配。 对超径粒料的处理方法有 ：剔除法、等重量替代法、相似级配 法 3种。试验比较认为等重量替代法可以达到最大干密度。即 采用符合规定粒径范 围的粗粒 ，按 比例等重量替换超粒径颗粒， 既保持了粗骨料的骨架作用，又保持了级配的连续性。 5．1．3 修正试验数据 在规范操作的前提下，由于每组数据的离散性，采用规范推 荐通过绘制曲线 一叫 图的求解方法 因曲线的任意性空间较 大，容易引起人为误差。 通过数值分析求解击实试验数据的拟合曲线，为理论求解最 大干密度和最佳含水量提供了依据 ，改变了作图求解的任意性， 减少了人为误差 ，并通过对误差平方的分析可知，采用三次多项 式曲线能够满足试验精度的要求。 5．2 路基模型试验 改进及数据的修正 5．2．1 压实机具的合理选择及其操作 土石混合料的碾压机械必须是振动压实机械。当外力为振 动荷载时，振动力使颗粒之间摩擦力大大减小，较小颗粒填充大 颗粒之间的空隙，结果混合料被振动压实。压实操作应先用低频 后用高频进行分层压实。遵循上述原则对路基进行压实，基本可 以达到预期的压实效果。 5．2．2 含水量的控制和结果修正 土石混填路基含水量的控制原则是 ：以填料在碾压过程中不 产生翻浆、弹簧现象，不致影响机械化 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 为上限，以含水量的减 少不致使干密度显著下降、上下层结合不好、不利于压实的含水 量为下限。 石料的吸水试验表明石料持水性差，其吸水量和天然含水量 在数值上相当，因此计算土石混合料含水量时需除去石料中的含 水量 ，其计算公式如下 ： 叫 ： 二 ×(卜 P) (2) 77"／2 一 m 3 其中，m1为样品中水的总质量；优2为样品烘干后土石总质 量 ；优3为烘干后石料的质量；叫3为石料天然含水量；P为含石 量 ，％； 为折算后土石混合料的含水量。 5．2．3 试验数据的修正 灌水法计算公式简单，其中很多影响因素没有考虑，为了使 计算压实度时分子、分母两种干密度代表的物理意义相同，提出 修正的方法。首先测定试坑的体积 V，称量坑内全部土石料的质 量 M；用筛子将粒径大于 60 nll"fl的颗粒筛出，称其质量为 M ；再 从粒径小于60 mnq的土石混合料中筛出粒径大于 5 1Tll'n的颗粒 ， 称其质量为 M ；根据含石量与标准干密度关系曲线，找到相对应 含石量的标准最大干密度 pam．x；用式(2)计算出粒径小于 60 nllYl 的土石混合料的含水量 ，即可求出该测点的压实度。 每组含水量取两个测点作为算例，计算结果如表 3所示。从 表 3中可以看出修正后的压实度均未超百，可以作为评价土石混 填路基的压实指标。 表 3 经修正后的压实度检测结果 含石量／％ 最大干密度／g·L邗一 现场密度／g·cn1—0 压实度／％ 1．901 1．798 94 59 30 1．901 1．847 97．20 2．034 1．997 98．18 50 2．034 1．972 96 95 2 145 2．058 94．3O 70 2．145 2 123 97．26 6 结语 1)应根据实际情况对不同性质的土石混合料选用适当的击 实试验方法，取样具有代表性 ，超粒径处理后不改变原有级配，通 过数值分析求解最佳试验数据拟合曲线，减少人为误差，计算理 论最大干密度。2)室外试验要注意路基填料的配 比，含水量适 当，碾压过程合理控制，使路基充分压实，而用灌水法检测密度时 要做到取样具有代表性 ，计算结果精确，并与室内试验相互对应。 参考文献： [1] JTG D30—2004，公路路基设计规范[s]． [2] JTJ 051—93，公路土工试验规程[s]． [3] 闰秀萍．关于土石混合料填筑路基压 实检测方法的探讨 [J]．公路交通科技，2001，18(4)：40—42． [4] 董 云，柴贺军．土石混合料的工程分类研究[J]．路基工 程 ．2006(3)：73—74． 第35卷 第 l2期 2 0 0 9年 4月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURl Vo1．35 NO．12 Apt． 2009 ·257 · 文章编号：1009—6825(2009)12—0257—02 湖南省公路滑坡整治中水的作用及防治对策 褚 伟 摘 要：指出滑坡的产生及发展与边坡水文地质条件关系密切，结合湖南省大量滑坡整治工程实例，对滑坡水所起的作 用作 了深入阐述，并对滑坡水的防治措施进行了分析 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ，通过改变滑坡体的物理力学性质，从而减小下滑力，达到经济 合理的 目的。 关键词：水，滑坡，防治对策 中图分类号：U417 文献标识码：A 随着改革开放和国民经济的迅速发展，高等级公路的修建在 我国方兴未艾，由于高等级公路的线形标准要求高，对沿线的地 形地貌产生破坏是不可避免的，尤其在一些不 良地质地段，由于 对坡体稳定认识不足，大量开挖和填筑土石方以及施工方法等原 因，破坏了坡体的稳定，促使了滑坡的产生和发展。而滑坡的产 生与水极为密切，民间有“十滑九水”的说法，可见水对滑坡的影 响之大。在滑坡整治过程中，采用何种方案排泄地表水、疏导地 下水，改变滑坡体的物理力学性质，从而减少下滑力，达到经济合 理的目的已成为当前公路建设中的重要课题。 1 滑坡水文地质条件分析 1．1 覆盖层滑坡 1．1．1 黏性土滑坡 由于黏性土在干燥时坚硬开裂，遇水后膨胀崩解，呈软塑或 流塑状态，因而常沿土中的裂隙面和基岩面产生流塑性滑坡。这 类滑坡与降雨量的关系十分密切 ，具有“大雨大滑，小雨小滑”的 特点。如湘耒高速公路 K76+000～K77+620路堑滑坡、107国 道衡山县段 K122+780～K122十850路堤滑坡、娄湘二级公路 K34十840 K34+880路堑滑坡。 1．1．2 碎石土滑坡 由于碎石土中土和石块混杂，结构松散，粘结力小，透水性 强，和下伏基岩的弱透水性有显著差异，所以沿基岩面形成地下 水富集带，因而碎石土层多沿基岩顶面滑动。碎石土滑坡与地下 水的活动有密切关系，地下水经常呈鸡窝状或透镜体状出现。如 湘耒高速公路 K79+200--K79+350炮石岭滑坡。 1．2 基岩滑坡 1．2．1 均质滑坡 在泥岩、页岩 、泥灰岩等各种软弱岩层中，岩性大体均一，软 弱面的强度与岩层强度基本相同，当斜坡上的剪切力大于岩石的 抗剪强度时，斜坡产生均衡破坏，滑坡变形显著，滑体上出现各种 性质的裂缝。这种类型滑坡的滑动面的位置可能部分与岩层中 软弱结构面吻合。 1．2．2 切层滑坡 滑动面与岩层面相切，具有水平结构和内倾结构的斜坡，岩 层的倾向对山坡的稳定是有利的，若其中发育有和山坡倾向一致 的节理面、断层面和大型裂隙时，就构成了对山坡稳定的不利因 素，斜坡下部被侵蚀或开挖之后，软弱结构面出露，当软弱结构面 的倾角小于斜坡的倾角时，岩体就可能沿软弱结构面与层间相切 而产生滑动。如娄湘二级公路 K31+200-K31+300金家冲滑坡。 1．2．3 顺层滑坡 顺层滑坡是沿着 由于某些作用先形成的面，例如沿两个层面 的交界面、沿裂隙面、沿坡积物与基岩的交界面以及沿坚硬岩层 之间的不整合面所发生的滑坡。当岩层的倾向和山坡的倾向一 致时，由于河流的侵蚀或人工切坡使岩层下部失去支撑，岩层仅 以层间摩擦力保持其稳定性 ，当摩擦力进一步变小后 ，斜坡就会 顺层面滑动。如娄湘二级公路 K35+855滑坡。 2 水在滑坡产生和发育中的作用 2．1 滑坡的产生和发育过程 2．1．1 蠕动变形阶段 斜坡在发生滑动之前通常是稳定的，在水的作用下，可以使 斜坡土石体强度逐渐降低，滑坡出口附近渗水混浊，水在此过程 中起到了催化剂的作用。 2．1．2 滑动破坏阶段 滑坡在整体往下滑动的时候，滑坡滑动过程中滑动面附近湿 度增大，加之重复剪切，土石体结构进一步降低，促使滑坡加速滑 [5] 袁海清．土石混合料大型击实试验研究[J]．中南公路工程， 2005，30(4)：200—203 Study on the problems of surpasses 1 00％ when detecting the compactness of soil-rock mixture subgrade with water-filling method XU Hui ZENG Zheng-ren Abstract：For the problems of surpasses 100％ when detecting the compactness of soil—rock mixture subgrade with water-filling method，start— ing with compaction mechanism of the soil—rock mixture subgrade，combined with the engineering properties of soil—rock mixture，and consid— ered the factors of indoor and outdoor tests，to come up with effective solutions method ，so as to promote quality of concrete soil—stone emhanbment． Key words：soil—rock mixture，compactness，water—filling method，surpasses 100％ 收稿日期：2009—01—02 作者简介：楮 伟(1977 )，男，工程师，湖南省交通规划勘察设计院，湖南 长沙 410008