CN103674777B - 一种测量土壤充分淋滤后沉降量的试验方法 - Google Patents

一种测量土壤充分淋滤后沉降量的试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于土木工程中土工试验领域，具体涉及一种测量土壤充分淋滤后沉降量的试验方法，包括以下步骤：⑴试样的采集与制备；⑵测定试样的风干含水率和最大干密度；⑶装样；⑷淋水；⑸测定试样土层的沉降量并计算干密度；⑹试验终止。试验仪器为专用土壤淋滤试验仪，由玻璃圆桶、钢尺定位板、钢尺组成，玻璃圆桶的桶壁上至少有2条以上的刻度线，靠近底部的桶壁上至少有2个以上的出水口，钢尺定位板中间开有定位孔。测定试样土层沉降量s时，将钢尺定位板搁置于玻璃圆桶口处，将钢尺插入定位孔读数。本发明通过模拟方式对室外回填土在淋水条件下的沉降量进行测定试验，且方法简单易行，可以为提高室外回填土施工质量提供技术支持。

Description

一种测量土壤充分淋滤后沉降量的试验方法
技术领域
本发明属于土木工程中土工试验领域，具体涉及一种测量土壤充分淋滤后沉降量的试验方法。
背景技术
在工业与民用建筑施工过程中，室外回填土施工质量问题一直难以解决。由于坑（槽）深浅不一，回填面积大小不同，回填土方量有很大的差异。当室外回填土范围狭窄时，压实机具难以到位，填土压实不充分；当室外回填土方量很大时，一些施工单位往往采用推土机或铲运机一次回填到位，然后大致整平的方法，这样做违背了规范中分层回填、分层夯实的要求，将直接影响回填土的质量，给建筑物特别是基础部分带来严重的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是要解决现有技术中存在的问题。本发明提供了一种通过模拟方式对室外回填土在淋水条件下的沉降量进行测定试验的方法，该方法简单易行，为提高室外回填土施工质量提供技术支持。
本发明的目的是这样实现的，一种测量土壤充分淋滤后沉降量的试验方法，该方法按照以下步骤进行：
步骤1、试样的采集与制备
采集足量的室外回填土，置于通风处晾干后碾散，过孔径为0.5mm的筛子制备成试样；
步骤2、测定试样的风干含水率w0和最大干密度ρmax
对试样进行风干含水率w0及最大干密度ρmax的测定，并记录测定数据；所述最大干密度ρmax的单位为g/cm3；
步骤3、装样并测定试样土层的沉降观测初始值h0
取足量试样均匀装入专用土壤淋滤试验仪内，静置至少1个小时后，测定淋滤试验仪内试样土层的沉降观测初始值h0；所述沉降观测初始值h0的单位为mm；
所述的专用土壤淋滤试验仪由玻璃圆桶、钢尺定位板、钢尺组成，所述玻璃圆桶用于盛放试样，玻璃圆桶的桶壁上至少有2条以上的刻度线，靠近底部的桶壁上至少有2个以上的出水口；所述钢尺定位板中间开有定位孔；测定试样土层的沉降量s时，将钢尺定位板搁置于玻璃圆桶口处，并使所述定位孔处于玻璃圆桶口的内部，将钢尺插入定位孔读数；所述的2条以上的刻度线和2个以上的出水口在玻璃圆桶上呈环向均匀分布；所述淋滤试验仪的底面积s0即为玻璃圆桶的横截面面积。
步骤4、淋水
关闭专用土壤淋滤试验仪的出水口，对试样土层进行均匀淋水至过饱和状态并记录用水量；
步骤5、测定试样土层的沉降量并计算干密度
打开专用土壤淋滤试验仪的出水口将试样土层中的水排出，测定试样土层的沉降量s并计算淋水后试样的干密度ρd，第一次淋水初期加密观测，之后每隔1天测定一次，每隔N天对试样土层再次均匀淋水至过饱和状态；
试样土层的沉降量s按下式计算：
s＝st-h0
式中：st为淋水后试样土层沉降观测读数，单位为mm；
淋水后试样的干密度按下式计算：
ρ d = m s V t = m 0 s 0 h t ( 1 + 0.01 w 0 )
式中：ρd为淋水后试样的干密度，单位为g/cm3；
ms为试样土层的质量，单位为g；
m0为试样的质量，单位为g；
w0为试样的风干含水率，其为百分率；
Vt为淋水后试样土层的体积，单位为cm3；
s0为淋滤试验仪的底面积，单位为cm2；
ht为淋水后试样土层的高度，单位为cm；
步骤6、试验的终止
检验是否达到设定的试验终止条件，如果满足终止条件，试验结束；如果不满足终止条件，则返回步骤4，并重复步骤4-6，直至满足试验终止条件。
所述的试验终止条件为某次淋水后连续三次读数之差小于0.1mm，或者是某次淋水后试样的干密度ρd已大于试样最大干密度ρmax的90%。
所述的室外回填土为粒径不大于0.5mm的粘性土或粉土。
本发明提供的技术方案可以通过模拟方式掌握室外回填土沉降量及干密度的变化规律，且试验方法简单，数据可靠。
附图说明
图1是本发明一种测量土壤充分淋滤后沉降量的试验方法的流程示意图；
图2是本发明中实施例中所使用的专用土壤淋滤试验仪正视图；
图3是本发明中实施例中所使用的专用土壤淋滤试验仪俯视图。
其中：1.出水口；2.玻璃圆桶刻度线；3.玻璃圆桶；4.定位孔；5.钢尺；6.钢尺定位板。
具体实施方式：
下面结合实施例及附图对本发明做进一步说明，但本发明的实施例不限于此。
附图1为本发明一种测量土壤充分淋滤后沉降量的试验方法的流程示意图。由该图所示，本实施例中的试验方法包括以下步骤：
步骤1、试样的采集与制备
根据试验项目要求，取足量的室外回填土，回填土主要为粘性土或粉土，粒径不大于0.5mm；
将上述室外回填土置于通风处晾干，并将风干的土样放在橡皮板上用木碾碾散；
将碾散后的土样过孔径为0.5mm的筛子，充分拌匀后制备成为试样。
步骤2、测定试样的风干含水率w0和最大干密度ρmax
根据《土工试验方法标准》（GB50123-1999）的规定，测定试样的风干含水率w0和最大干密度ρmax，并记录测定数据。
步骤3、装样并测定试样土层的沉降观测初始值h0
（1）选择专用土壤淋滤试验仪
本发明中的试验装置采用专用的土壤淋滤试验仪。如附图2、3所示，本实施例中该试验仪由玻璃圆桶3、钢尺定位板6、钢尺5组成。玻璃圆桶用于盛放试样，下述公式中淋滤试验仪的底面积s0即为玻璃圆桶的横截面面积。桶壁上有4条刻度线2，靠近底部的桶壁上有4个出水口1，4条刻度线和4个出水口在玻璃圆桶3上呈环向均匀分布；钢尺定位板6中间开有定位孔4。测量土体中部区域沉降时，将钢尺定位板6搁置于玻璃圆桶3口，钢尺5插入定位孔读数。
（2）装样
按附图2装好专用土壤淋滤试验仪，将出水口置于关闭位置；
在试验仪底部放入两块Ф49.8*10mm的透水石，并在其上覆盖一张直径为50cm的圆形滤纸；
移开钢尺5和定位板6，取足量风干后的试样，称量后分层摊铺在试验仪内，每层20cm，共摊铺5层。摊铺时土样要用刮刀轻轻放入仪器内，每层土表面要用刮刀整平；
摊铺完成后，在试样土层表面铺一层20mm厚的中细砂并整平，然后在砂层表面均匀覆盖一层土工布。
（3）测定试样土层的沉降观测初始值h0
静置仪器1～2小时，待试样土层稳定后，将钢尺定位板搁置于玻璃圆桶口，钢尺沿定位孔轻放至试样表面，读出一组读数（其中试样中心点读一次，两侧各读一次），若三次读数中最大值与最小值之差的绝对值小于0.1mm时，则取该组数据的平均值作为初始值；否则应对试样表面进行整平，直至三次读数中最大值与最小值之差的绝对值小于0.1mm，然后取三次读数的平均值作为初始值。
步骤4、淋水
关闭专用土壤淋滤试验仪的出水口，用花洒壶对试样均匀淋水至过饱和状态，此时试样充分浸湿，每次淋水均要记录用水量。
步骤5、测定试样土层的沉降量并计算干密度
打开出水阀，将试样土层中的水排出，按照步骤3（3）测定试样土层初始高度的方式测定一次试样土层的沉降量s并计算淋水后试样的干密度ρd，第一次淋水后间隔0.5小时、0.5小时、1小时、1小时、2小时、2小时观测一次，之后每隔1天测定一次，考虑到粘性土的固结沉降需要较长时间，每隔7天对试样土层再次淋水至过饱和状态。
试样土层的沉降量s按下式计算：
s＝st-h0
式中：st为淋水后试样土层沉降观测读数，单位为mm；
淋水后试样的干密度ρd应按下式计算：
ρ d = m s V t = m 0 s 0 h t ( 1 + 0.01 w 0 )
式中：ρd为淋水后试样土的干密度（g/cm3）；
ms为试样土层的质量（g）；
m0为试样的质量（g）；
w0为试样的风干含水率（%）；
Vt为淋水后试样土层的体积（cm3）；
s0为淋滤试验仪的底面积（cm2）；
ht为淋水后试样土层的高度，单位为cm；
6、试验的终止
检验是否达到设定的试验终止条件，如果满足终止条件，试验结束；如果不满足终止条件，则返回步骤4，并重复步骤4-6，直至满足试验终止条件。所述的试验终止条件为某次淋水后连续三次读数之差小于0.1mm或者试样的干密度ρd已大于试样最大干密度ρmax的90%。
本实施例某次淋水后，第一次读数为26.4mm，第二次读数为26.5mm，第三次读数为26.5mm，第四次读数为26.5mm,此时试验终止。
试验终止后，进行试验数据整理与分析，并绘制出试样沉降量和干密度随时间变化的s-t，ρd-t曲线。

Claims (4)

1.一种测量土壤充分淋滤后沉降量的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、试样的采集与制备
采集足量的室外回填土，置于通风处晾干后碾散，过孔径为0.5mm的筛子制备成试样；
步骤2、测定试样的风干含水率w0和最大干密度ρmax
对试样进行风干含水率w0及最大干密度ρmax的测定，并记录测定数据；所述最大干密度ρmax的单位为g/cm3；
步骤3、装样并测定试样土层沉降观测初始值h0
取足量试样均匀装入专用土壤淋滤试验仪内，静置1个小时后，测定专用土壤淋滤试验仪内试样土层沉降观测初始值h0；所述沉降观测初始值h0的单位为mm；
步骤4、淋水
关闭专用土壤淋滤试验仪的出水口，对试样土层进行均匀淋水至过饱和状态并记录用水量；
步骤5、测定试样土层的沉降量并计算淋水后试样的干密度
打开专用土壤淋滤试验仪的出水口将试样土层中的水排出，测定试样土层的沉降量s并计算淋水后试样的干密度ρd，第一次淋水初期加密观测，之后每隔1天测定一次，每隔N天对试样土层再次均匀淋水至过饱和状态；
试样土层的沉降量s按下式计算：
s＝st-h0
式中：st为淋水后试样土层沉降观测读数，单位为mm；
淋水后试样的干密度ρd按下式计算：
式中：ρd为淋水后试样的干密度，单位为g/cm3；
ms为试样土颗粒的质量，单位为g；
m0为试样的质量，单位为g；
w0为试样的风干含水率，其为百分率；
Vt为淋水后试样土层的体积，单位为cm3；
s0为淋滤试验仪的底面积，单位为cm2；
ht为淋水后试样土层的高度，单位为cm；
步骤6、试验的终止
检验是否达到设定的试验终止条件，如果满足终止条件，试验结束；如果不满足终止条件，则返回步骤4，并重复步骤4～6，直至满足试验终止条件；
步骤3所述的专用土壤淋滤试验仪由玻璃圆桶、钢尺定位板、钢尺组成，所述玻璃圆桶用于盛放试样，玻璃圆桶的桶壁上至少有2条刻度线，靠近底部的桶壁上至少有2个出水口；所述钢尺定位板中间开有定位孔；测定试样土层的沉降量s时，将钢尺定位板搁置于玻璃圆桶口处，并使所述定位孔处于玻璃圆桶口的内部，将钢尺插入定位孔读数；所述的刻度线和出水口在玻璃圆桶上呈环向均匀分布；所述淋滤试验仪的底面积s0即为玻璃圆桶的横截面面积。
2.根据权利要求1所述的一种测量土壤充分淋滤后沉降量的试验方法，其特征在于：步骤6所述的试验终止条件为某次淋水后连续三次读数之差小于0.1mm。
3.根据权利要求1所述的一种测量土壤充分淋滤后沉降量的试验方法，其特征在于：步骤6所述的试验终止条件为某次淋水后试样的干密度ρd已大于试样最大干密度ρmax的90％。
4.根据权利要求1所述的一种测量土壤充分淋滤后沉降量的试验方法，其特征在于：步骤1所述的室外回填土为粒径不大于0.5mm的粘性土或粉土。
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