坝体填筑密实度的检测方法 (1).doc
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坝体填筑密实度的检测方法
堆石坝体填筑密实度,即堆石体压实的程度,常用于干密度γd(g/cm3)或孔隙率n(%)来表示。
坝体填筑密实度的检验方法主要有试坑注水法、压实计法两种,对于垫层料,也可采用核子密度计法。
一、试坑注水法
采用试坑注水法可以测定坝体填筑的密度及颗粒级配。
该法适用于爆破堆石料、砂砾料填筑的过渡区、主堆石区、任意料区的密度检验。
对垫层区(包括斜坡),除注水法外亦可采用“灌砂法”。
a.试验仪器设备
试坑注水法使用的仪器主要有:
钢环:
钢环内径D=1000-2000mm,钢环高度h=20mm。
为保证钢环的刚度,钢环两沿口应焊接宽度为100mm的环板,并在环外侧设加劲板。
套筛:
方或圆孔,孔径为150、80、40、20、10mm等的套筛;自制尺环(φ6钢筋制成),内径为300mm、600mm;活口尺环最大内径为1000mm。
磅秤:
称量500kg,感量0.2kg。
方木尺:
长度等于加劲环板的外径,即D+200mm(D为加劲环板的直径)、中间钉钉。
钉尖长出尺面50-100mm。
水箱:
容积约为400L,底部设放水阀,亦可采用高精度流量计。
橡皮板:
平面尺寸为1×2m,厚2-3mm。
其它还有直尺、水桶(15L)、量筒(2000ml)、带盖小桶(3L)、人字扒杆等。
b.试验步骤
1.将钢环放在欲检测的压实层面上,并用块石沿钢环外缘将环挤紧,使其固定。
2.捡除环内表面松动石块和锐利的碎片。
3.将隔水薄膜铺放在环内,并使隔水薄膜尽可能与环内边角及石块表面相接触。
4.将水箱放在磅秤上并充满水,同时称量水及水箱重W1(kg),打开下阀门放水入环,当水面恰好达到放置在环上木尺中心的钉尖处,停止放水,称量水及水箱的总重W2(kg)。
计算试坑初始体积:
V0=(W1-W2)/γw
式中,γw-水的密度,取1kg/L。
5.将水除去,掀去隔水薄膜,并检查薄膜是否漏水,若有漏水则需重复第3、4步骤另做。
6.由中心向边缘挖出环内石料,如遇大块石,可借扒杆从试坑中取出。
整个过程严防钢环扰动或产生位移。
试坑深度应与所检验的填筑层厚度(压实后)相近。
其直径D应不小于坑内坝料最大粒径dmax的3倍,试坑应近似呈等径圆柱状。
当因块石分布影响试坑形状、出现坑壁不规整或越出钢环外沿时,此试坑应予废弃。
7.用约15L桶装满粘土砂浆,沿桶缘刮平。
然后取桶内砂浆涂抹填补坑内部分凹陷边壁。
将桶内剩余砂浆表面抹平,用量桶量水注入桶内,以测出抹入试坑内砂浆的体积V2。
8.将隔水薄膜铺入试坑,并注意该膜在钢环外的预留余量。
9.称量水箱内的水重W3,打开下阀向试坑注水,使水面至木杆中心钉尖处。
然后称水箱及剩余水重W4(有时因试坑容积大于水箱容积,应累计计量)。
计算试坑体积:
V=(W3-W4)/γw
10.重复第5步骤。
11.对试坑中取出的坝料,过套筛分级分称重,再用尺环、活尺环测量大粒径,并分别称重记录,以求自试坑中挖出的坝料总重量W5。
12.粒径小于10mm者应筛在橡皮板上,并用苫布覆盖,以防水分蒸发,筛分完毕后用四分发取样约3kg,装入带盖桶内,速送试验室进行含水量及颗粒分析试验。
C.计算与制图
1.按下式计算湿密度γ与干密度γd
γ=W5/(V2+V-V0)
γd=γ/(1+0.01W)
式中,W5—自试坑中挖出的坝料总重量(kg);V0—钢环内初始体积(L);V2—涂入试坑壁的粘土砂浆体积(L);V—修整后的试坑体积(L);
W—坝料含水量(kg)。
坝料含水量W可采用烘干法将试坑挖出的全部料烘干求得,或由小于10mm料的含水量按下式休整得到;
W10=(I10+0.5I20+0.25I40+0.125I60)×100%
式中,W10—粒径小于10mm颗粒的含水量(%),由试验室测得;
I10、I40、I60、I80—分别为0~10mm、10~20mm、20~40mm、40~80mm各粒组相对含量(以小数计),对于粒径大于80mm颗粒含水量可忽略不计。
2.密度检验记录格式,粒径小于10mm的室内颗粒分析、含水量试验方法及记录格式与计算制图,参见《土工试验规程(SD128-004-84、SD128-006-84、SD128-003-83)》。
3.根据坝料视比重、填筑密度、求取坝体填筑孔隙率。
4.按《土工试验规程(SD128-84)》“土工试验总表”的格式汇总历次密度的检验结果。
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