CN102749265A - 一种细砂路基干密度的现场测试方法 - Google Patents

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陈立生
赵国强
房浩
文利
戴慧丽
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Shanghai Urban Construction Municipal Engineering Group Co Ltd
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Abstract

本发明涉及建筑工程领域，具体涉及一种细砂路基干密度的现场测试方法，其特征在于：所述测试方法至少包括以下步骤：从所述细砂路基中取出一定量细砂试件进行室内干密度测试，用环刀对所述细砂试件干密度进行测量，计算两个干密度间的比值并将其作为所述环刀的修正系数，采用所述环刀的修正系数修正所述细砂路基现场测试时的干密度。本发明的优点是：首先，采用薄壁环刀可减小环刀压入形成的扰动带，降低对细砂路基的扰动程度；其次，采用大体积环刀可增加取样的总质量，相对减小扰动形成的试验误差；最后，利用大击实筒模拟现场砂样，采用环刀修正系数反映环刀测试值与真实值的差异，最终避免环刀压入扰动形成的误差。

Description

一种细砂路基干密度的现场测试方法
技术领域
本发明涉及建筑工程领域，具体涉及一种细砂路基干密度的现场测试方法。
背景技术
对路基填料进行充分压实是公路建设中的重要环节。现场检验路基压实程度是否满足规范要求的途径是测试填料压实后的干密度，并与该填料的最大干密度进行比较。目前，国内外常用的现场检测干密度的方法包括环刀法、灌砂法、灌水法等。其中，环刀法比灌砂法和灌水法更为方便、快捷，其常用方法是利用内径6-8cm、高2-5.4cm、壁厚1.5-2.2mm的环刀，压入现场压实后的填料内进行取样，称量环刀内填料的质量，除以环刀内部的体积，即达到填料的密度，再利用烘干法测试填料含水率，进一步计算得到干密度。
但是，对于颗粒松散的细砂路基，在应用环刀取样的过程中，环刀侧壁对砂颗粒产生摩擦，使接触面处的砂颗粒之间发生滚动，导致所取试样的孔隙比增大，使得测试结果较真实干密度偏低，故在实际应用中的可行性受到极大程度的限制。国内外诸多工程实践证明，采用环刀法进行检测往往会低估现场压实效果，我国行业标准《公路土工试验规程JTG E40》也规定该方法仅适用于细粒土。
因此，避免细砂颗粒扰动对环刀测试结果产生的误差，是将环刀法应用于细砂路基干密度现场检测、提高现场施工质量控制效率的关键。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种细砂路基干密度的现场测试方法，该方法在通过计算预先设置的细砂试样真实干密度与环刀所测得的干密度的比值，在现场施工中进行修正，避免了细砂颗粒扰动对环刀测试结果产生的误差，提高了细砂路基干密度现场检测的精确度。 
本发明的实现由以下技术方案完成：
一种细砂路基干密度的现场测试方法，其特征在于：所述测试方法至少包括以下步骤：从所述细砂路基中取出一定量细砂试件进行室内干密度测试，用环刀对所述细砂试件干密度进行测量，计算两个干密度间的比值并将其作为所述环刀的修正系数，采用所述环刀的修正系数修正所述细砂路基现场测试时的干密度。
所述修正系数通过以下具体步骤获得：
(a)      将所述环刀缓慢压入已成型的细砂试件中，测试所述环刀取出后其内部所得的干密度；
(b)     将所述细砂试件已知的真实干密度与所述环刀测试的干密度进行比值，计算得到当前含水率条件下的所述修正系数；
(c)      调整重型击实仪内细砂试件的含水率，并且重复步骤(a)、(b)，获得在不同含水率条件下的所述修正系数。
所述细砂试件成型放置于击实筒内，且通过实试验测试所述细砂试件的真实干密度。
所述现场测试步骤包括：采用所述环刀测量所述细砂路基的含水率与干密度，比对所述步骤(c)中相同含水率条件下的所述修正系数，将所述修正系数乘以所述细砂路基的现场测试干密度得到所述细砂路基的真实干密度。
所述环刀为一薄壁大容积环刀。
本发明的优点是：首先，采用薄壁环刀可减小环刀压入形成的扰动带，降低对细砂路基的扰动程度；其次，采用大体积环刀可增加取样的总质量，相对减小扰动形成的试验误差；最后，利用大击实筒模拟现场砂样，采用环刀修正系数反映环刀测试值与真实值的差异，最终避免环刀压入扰动形成的误差。 
附图说明
图1为本发明的环刀修正系数测量仪器；
图2为本发明检测中环刀法压实度数据表；
图3为本发明现场实测压实度值（未额外加水）；
图4为本发明现场实测压实度值（额外加水）。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-4所示，图中标记1-5分别为：环刀1、细砂2、重型击实仪3、垫板4、底板5。
实施例：如图1所示，本实施例的测试过程在重型击实仪3上进行，重型击实仪3为含有容置空腔的套筒结构，其底部为双层密封结构，由垫板4、底板5组成，其容置空腔内部用以放入样品细砂2。
本实施例通过以下步骤实现：
  1、取代表性试样20-30g（重量是否有限定的细砂2作为样本，放入重型击实仪3（内径15.2cm、高7cm）的容置空腔内，立即盖好盒盖称量。称质量时，可在天平一端放上等质量的称量盒或盒等质量的砝码，称量结果即为当年含水量条件下细砂2的质量。 
2、用滴管将酒精注入放有试样的称量盒中，直至盒中出现自由液面为止。为使酒精在试样中充分混合均匀，可将盒底在桌面上轻轻敲击。 　　
3、点燃盒中酒精，烧至火焰熄灭。 　
4、将试样冷却数分钟，按以上2、3步骤方法再重复燃烧两次。当第三次火焰熄灭后，盖好盒盖立即称干土质量。
5、通过公式计算得到当前情况下细砂2的含水率及其干密度。
6、采用内径8-10cm、高6-8cm、壁厚1.5mm的环刀1，缓慢压入重型击实筒3内（内径15.2cm、高7cm）已成型的细砂试件内，测试环刀1取出后所得砂样的干密度。
7、将通过步骤1-5得到的已知的细砂2干密度与环刀1测试的干密度进行比值，获得环刀修正系数；
8、调整重型击实筒内细砂试件的含水率，重复步骤1-7，获得不同含水率条件下的环刀修正系数；
9、应用环刀1，在现场进行取样，测试其干密度和含水率，通过含水率的比对来确定步骤7中的环刀修正系数，然后乘以现场测试所得的干密度，即可得到现场真实干密度。
将本实施例的检测方法应用于实践中得到如下结果：
如图2所示，未额外加水土样的干密度在1.35-1.48g/cm3范围内变化，额外加水土样在1.42-1.52g/cm3范围内变化，所测定的现场土样干密度数值浮动较大。在所依托的工程中，室内标准击实最大干密度取1.59g/cm3，从而将试验测定的干密度转换为压实度。
再通过本实施例的检测方法，得到的现场压实度修正系数。方法如下：首先按照击实试验重型方法进行击实，测定压实度。然后，按照环刀法测试压实度的方法从击实套筒内取土，测定环刀内土的压实度。最后，两者进行对比，确定环刀法测试压实度与实际压实度之间差异的大小，从而确定环刀法测试压实度调整系数，即为套筒内土的压实度与环刀内土的压实度的比值。含水量在11%时，修正系数为1.05；含水量在17%时，修正系数为1.01。
通过乘以修正系数换算，得到现场压实度检测结果，如图3、4所示。
从试验数据看来，除去个别数据的影响，压实度实测数值的大部分数据以及压实度均值较好地满足了相应层位的压实标准，即下路堤的压实度大于等于93%。
本实施例应用的现场采用的是持续浇水养护的方式，砂路基一直保持着较为潮湿的状态，含水率较高，砂粒间的粘聚也较为充分。但从试验结果来看，额外加水对于干密度，也即现场压实度的影响效果并不明显。
环刀法测出的路基压实质量更偏于保守。在填砂路基中采用偏保守的压实度检测标准更能保证整个路堤的压实效果，因此可采用标准环刀法作为现场压实度检测方法。
标准环刀法检测的压实度偏小，这很可能是因为在打环刀的过程中环刀侧壁对砂颗粒产生摩擦，使接触面处的砂颗粒之间发生滚动，导致所取试样的孔隙比增大，造成测得的压实度偏小。

Claims (5)

1.一种细砂路基干密度的现场测试方法，其特征在于：所述测试方法至少包括以下步骤：从所述细砂路基中取出一定量细砂试件进行室内干密度测试，用环刀对所述细砂试件干密度进行测量，计算两个干密度间的比值并将其作为所述环刀的修正系数，采用所述环刀的修正系数修正所述细砂路基现场测试时的干密度。
2.根据权利要求1所述的一种细砂路基干密度的现场测试方法，其特征在于：所述修正系数通过以下具体步骤获得：
将所述环刀缓慢压入已成型的细砂试件中，测试所述环刀取出后其内部所得的干密度；
将所述细砂试件已知的真实干密度与所述环刀测试的干密度进行比值，计算得到当前含水率条件下的所述修正系数；
调整重型击实仪内细砂试件的含水率，并且重复步骤(a)、(b)，获得在不同含水率条件下的所述修正系数。
3.根据权利要求2所述的一种细砂路基干密度的现场测试方法，其特征在于：所述细砂试件成型放置于击实筒内，且通过实试验测试所述细砂试件的真实干密度。
4.根据权利要求2所述的一种细砂路基干密度的现场测试方法，其特征在于：所述现场测试步骤包括：采用所述环刀测量所述细砂路基的含水率与干密度，比对所述步骤(c)中相同含水率条件下的所述修正系数，将所述修正系数乘以所述细砂路基的现场测试干密度得到所述细砂路基的真实干密度。
5.根据权利要求1所述的一种细砂路基干密度的现场测试方法，其特征在于：所述环刀为一薄壁大容积环刀。
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