CN110553954B - 一种确定含超大粒径巨粒土的颗粒级配的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种确定含超大粒径巨粒土的颗粒级配的方法，适用于各种巨粒土出露的水电水利工程及岩土工程中。所述方法包括测窗编录、体积占比推算、取样试验、计算土体级配参数这些步骤。通过预设划分直径(20cm)，将颗粒进行划分并采用不同的测量计算方法，比较准确的求出巨粒土的真实级配参数。

Description

一种确定含超大粒径巨粒土的颗粒级配的方法

技术领域

本发明涉及水电水利工程中土体勘测技术领域，尤其涉及一种确定含超大粒径巨粒土的颗粒级配的方法。

背景技术

土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量(是指土粒各粒组的质量占土粒总质量的百分数)来表示，称为土的颗粒级配或粒度成分。

自然界中第四系堆积物种类繁多，且因成分、成因、天然状态等因素不同而具有不同的工程特性，在工程中需掌握第四系堆积物的工程特性时，土的颗粒级配往往是至关重要的参数。实践中往往使用筛分法及密度计法来求得土的级配参数，但是现存的颗粒分析试验方法具有局限性，当面对含超大粒径的巨粒土时，常规试验方法受限，具体是：自然界存在崩积、冲积、洪积等成因的巨粒土，该类型的土体内往往存在直径数米的巨块石或漂石，常规的筛分法对直径60cm以上的颗粒适宜性较差，现存的试验方法往往不能反映巨粒土真实的级配参数。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的土的颗粒级配常规试验方法的上述不足之处，提供适用于各种巨粒土出露的水电水利工程或岩土工程中的一种确定含超大粒径巨粒土的颗粒级配的方法

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明为一种确定含超大粒径巨粒土的颗粒级配的方法，所述方法用于确定含有超大粒径巨粒土内的各粒径范围内的颗粒重度占比，所述方法包括以下步骤：

步骤1，测窗编录，在待测土层出露范围内选取一个断面，分划出一个测窗，所述测窗长度及高度为所述断面内巨粒土最大粒径的3倍以上，对测窗内土体进行编录，编录过程中将预设划分直径以上的颗粒的出露轮廓勾勒出来，将填充于所述预设划分直径以上的颗粒之间的土体即预设划分直径以下颗粒视为整体土体。

步骤2，体积占比推算，根据测窗编录步骤的编录结果，统计各粒径范围内的各颗粒的出露总面积S_n，根据所述各粒径范围内的各颗粒的出露总面积S_n及测窗面积，推算各粒径范围内的颗粒体积占比P_n；

步骤3，取样试验，于现场取预设划分直径以上的典型块石或漂石岩样进行室内试验，测试其重度γ₁；于现场取典型整体土体的土样，所述整体土体的土样为预设划分直径以下的颗粒，测试其整体平均重度γ₂以及级配参数；

步骤4，计算土体级配参数，所述步骤计算大于设划分直径的各粒径范围内的颗粒重度占比m_n，当所述粒径范围大于预设划分直径时，计算公式为

式中P_n为所述粒径范围内的颗粒体积占比P_n，P₁为预设划分直径以上颗粒的体积占比总和，P₂为预设划分直径以下颗粒的体积占比总和，

步骤5，计算土体级配参数，所述步骤计算小于预设划分直径的各粒径范围内的颗粒重度占比m_n，当所述粒径范围小于预设划分直径时，计算公式为

式中P₁为预设划分直径以上颗粒的体积占比总和，P₂为预设划分直径以下颗粒的体积占比总和，m_n’为所述小于预设划分直径的粒径范围内由室内常规颗分实验求得的重度占比。

作为优选，所述步骤2中，所述各粒径范围内的颗粒体积占比P_n的计算公式为

式中h1为测窗高度，L1为测窗的长度，S_n为各粒径范围内的各颗粒的出露总面积。

作为优选，步骤2和步骤4中所述的各粒径范围是根据颗粒级配要求预设的颗粒粒径数值区间。

作为优选，所述预设划分直径为20cm。

本发明申请的技术方案是一种现场编录与室内试验结合的方法，通过预设划分直径(20cm)，将颗粒进行划分并采用不同的测量计算方法，比较准确的求出巨粒土的真实级配参数。由现场编录统计来推算各直径范围内颗粒体积占比，并结合室内试验求出的岩、土体重度，确定各粒径范围内的级配参数，再结合室内颗粒分析试验求得的20cm以下土体颗粒级配参数，最终细化直径20cm以下颗粒在土体中的级配参数。该方法适用性广、方便、快捷且经济，适用于各种巨粒土出露的水电水利工程及岩土工程中。

附图说明

图1为发明的步骤1中的测窗编录的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述。

本发明实施例提供一种确定含超大粒径巨粒土的颗粒级配的方法，所述方法用于确定含有超大粒径巨粒土内的各粒径范围内的颗粒重度占比。通过预设划分直径(20cm)，将颗粒进行划分并采用不同的测量计算方法。

所述方法包括以下步骤：

步骤1，测窗编录，如图1所示，在待测土层出露范围内选取一个断面，分划出一个测窗，所述测窗长度及高度为所述断面内巨粒土最大粒径的3倍以上，对测窗内土体进行编录，编录过程中将预设划分直径以上的颗粒的出露轮廓勾勒出来，将填充于所述预设划分直径以上的颗粒之间的土体即预设划分直径以下颗粒视为整体土体。

步骤2，体积占比推算，根据测窗编录步骤的编录结果，统计各粒径范围内的各颗粒的出露总面积S_n，根据所述各粒径范围内的各颗粒的出露总面积S_n及测窗面积，推算各粒径范围内的颗粒体积占比P_n。

优选的，所述步骤2中，所述各粒径范围内的颗粒体积占比P_n的计算公式为

式中h1为测窗高度，L1为测窗的长度，S_n为各粒径范围内的各颗粒的出露总面积。

步骤3，取样试验，于现场取预设划分直径以上的典型块石或漂石岩样进行室内试验，测试其重度γ₁；于现场取典型整体土体的土样，所述整体土体的土样为预设划分直径以下的颗粒，测试其整体平均重度γ₂以及级配参数。

步骤4，计算土体级配参数，所述步骤计算大于预设划分直径的各粒径范围内的颗粒重度占比m_n，当所述粒径范围大于预设划分直径时，计算公式为

式中P_n为所述粒径范围内的颗粒体积占比P_n，P₁为预设划分直径以上颗粒的体积占比总和，P₂为预设划分直径以下颗粒的体积占比总和，

步骤5，计算土体级配参数，所述步骤计算小于预设划分直径的各粒径范围内的颗粒重度占比m_n，当所述粒径范围小于预设划分直径时，计算公式为

式中P₁为预设划分直径以上颗粒的体积占比总和，P₂为预设划分直径以下颗粒的体积占比总和，m_n’为所述小于预设划分直径的粒径范围内由室内常规颗分实验求得的重度占比。

所述步骤2和步骤4中所述的各粒径范围是根据颗粒级配要求预设的颗粒粒径数值区间。

本发明申请的技术方案是一种现场编录及室内试验结合的方法，通过预设划分直径(20cm)，将颗粒进行划分并采用不同的测量计算方法，比较准确的求出巨粒土的真实级配参数。由现场编录统计来推算各直径范围内颗粒体积占比，并结合室内试验求出的岩、土体重度，确定各粒径范围内的级配参数，再结合室内颗粒分析试验求得的20cm以下土体颗粒级配参数，最终细化直径20cm以下颗粒在土体中的级配参数。该方法适用性广、方便、快捷且经济，适用于各种巨粒土出露的水电水利工程及岩土工程中。

Claims (4)

1.一种确定含超大粒径巨粒土的颗粒级配的方法，所述方法用于确定含有超大粒径巨粒土的各粒径范围内的颗粒重度占比，其特征是，所述方法包括以下步骤：

步骤1，测窗编录，在待测土层出露范围内选取一个断面，分划出一个测窗，所述测窗长度及高度为所述断面内巨粒土最大粒径的3倍以上，对测窗内土体进行编录，编录过程中将预设划分直径以上的颗粒的出露轮廓勾勒出来，将填充于所述预设划分直径以上的颗粒之间的土体即预设划分直径以下颗粒视为整体土体；

步骤2，体积占比推算，根据测窗编录步骤的编录结果，统计各粒径范围内的颗粒的出露总面积S_n，根据所述各粒径范围内的颗粒的出露总面积S_n及测窗面积，推算各粒径范围内的颗粒体积占比P_n；

步骤3，取样试验，于现场取预设划分直径以上典型块石或漂石岩样进行室内试验，测试其重度γ₁；于现场取预设划分直径以下典型土样，测试其整体平均重度γ₂以及级配参数；

步骤4，计算土体级配参数，所述步骤计算大于预设划分直径的各粒径范围内的颗粒重度占比m_n，当所述粒径范围大于预设划分直径时，计算公式为

式中P_n为所述粒径范围内的颗粒体积占比P_n，P₁为预设划分直径以上颗粒的体积占比总和，P₂为预设划分直径以下颗粒的体积占比总和；

步骤5，计算土体级配参数，所述步骤计算小于预设划分直径的各粒径范围内的颗粒重度占比m_n，当所述粒径范围小于预设划分直径时，计算公式为

式中P₁为预设划分直径以上颗粒的体积占比总和，P₂为预设划分直径以下颗粒的体积占比总和，m_n’为所述小于预设划分直径的粒径范围内由室内常规颗分实验求得的重度占比。

2.根据权利要求1所述的一种确定含超大粒径巨粒土的颗粒级配的方法，其特征是，所述步骤2中，所述各粒径范围内的颗粒体积占比P_n的计算公式为

式中h1为测窗高度，L1为测窗的长度，S_n为各粒径范围内的各颗粒的出露总面积。

3.根据权利要求1所述的一种确定含超大粒径巨粒土的颗粒级配的方法，其特征是，步骤2和步骤4中所述的各粒径范围是根据颗粒级配要求预设的颗粒粒径数值区间。

4.根据权利要求1所述的一种确定含超大粒径巨粒土的颗粒级配的方法，其特征是，所述预设划分直径为20cm。

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