三點(diǎn)擊實(shí)法的程序計(jì)算方法

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1、三點(diǎn)擊實(shí)法的程序計(jì)算方法楊耀1?姚英平2　　（1．三峽大學(xué)，湖北宜昌443002；2．中國三峽工程開發(fā)總公司，湖北宜昌443002）???摘　要：根據(jù)三點(diǎn)擊實(shí)法的原理，用計(jì)算器編程計(jì)算壓實(shí)度D和最優(yōu)含水量與填土含水量的差值（w0p－wf），較傳統(tǒng)作圖法省時(shí)省事。該方法快捷、準(zhǔn)確，是土石壩施工中控制粘性土壓實(shí)質(zhì)量的實(shí)用方法。???關(guān)鍵詞：擊實(shí)試驗(yàn)土石壩壓實(shí)度最優(yōu)含水量　1概述　　在土石壩的施工中，若用干容重控制粘性土壓實(shí)質(zhì)量，用一個(gè)規(guī)定干容重值作為判別標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量控制方法很簡便，根據(jù)現(xiàn)場容重、含水量試驗(yàn)結(jié)果求得填土壓實(shí)干容重與規(guī)定的干容重對比即可判別壓實(shí)質(zhì)量是否合格。但由于

2、土的形成方式及組成材料的多樣性，土成為一種很不均勻的材料，因此土的壓實(shí)性變化也很大，在同一個(gè)土場，不大的范圍內(nèi)從一個(gè)地方到另一個(gè)地方，土的粒徑和級配的變化雖甚微，而最大干容重和最優(yōu)含水量卻有可觀的變化。干容重控制不考慮土料壓實(shí)性的變化。它是根據(jù)擊實(shí)試驗(yàn)成果，用統(tǒng)計(jì)的最大干容重平均值(或中值)乘以設(shè)計(jì)規(guī)定的壓實(shí)度，即得填土壓實(shí)干容重的下限值，僅用一個(gè)干容重值作為控制指標(biāo)。施工時(shí)若按此選擇碾壓參數(shù)，遇到壓實(shí)性好的土料就會大大超壓，遇到壓實(shí)性差的土料則壓不到要求的干容重，必須補(bǔ)壓，有時(shí)甚至補(bǔ)壓也達(dá)不到要求。這是干容重控制的最大缺點(diǎn)?！　〔捎脡簩?shí)度控制可以考慮土料壓實(shí)性的變化，

3、但必須已知該土的最大干容重才能計(jì)算壓實(shí)度，判別是否達(dá)到要求。通過正規(guī)的擊實(shí)試驗(yàn)測得土料的最大干容重，要一兩天后才能得到結(jié)果，顯然無法滿足施工要求。因此必須采用一些快速或間接質(zhì)量控制方法?！　∪c(diǎn)擊實(shí)法又稱西爾夫快速控制方法，是美國工程師Hilf研究出的土石料壓實(shí)快速質(zhì)量控制方法，并于1957年試用。此法特點(diǎn)是：不需測定含水量，根據(jù)填土壓實(shí)濕容重和三種含水情況下的擊實(shí)試驗(yàn)測得的濕容重，就可以確定填土的壓實(shí)度D和最優(yōu)含水量w0p與填土含水量wf的差值（w0p－wf）。采用此法控制填土壓實(shí)質(zhì)量，從取樣到提出質(zhì)量成果，做一次試驗(yàn)所用時(shí)間，細(xì)粒粘性土平均為25min，礫石土平均為

4、1h，一般可以滿足施工對時(shí)間的要求，因而在國外得到廣泛應(yīng)用。我國的魯布革土石壩土料壓實(shí)質(zhì)量控制全部采用該方法。但三點(diǎn)擊實(shí)法在具體應(yīng)用時(shí)，一是需預(yù)先準(zhǔn)備繁瑣的快速控制圖，整個(gè)工作費(fèi)時(shí)、費(fèi)事；二是求變換后的最大濕容重時(shí)采用的是作圖法，易出現(xiàn)誤差?！　」P者根據(jù)三點(diǎn)擊實(shí)法的原理，用計(jì)算器編程計(jì)算壓實(shí)度D和最優(yōu)含水量與填土含水量的差值(w0p－wf）。該方法經(jīng)與圖解法對照，結(jié)果吻合性好，準(zhǔn)確度高，從輸入數(shù)據(jù)到算出結(jié)果僅需10s,大大方便了質(zhì)檢人員，是施工現(xiàn)場的實(shí)用方法。2三點(diǎn)擊實(shí)法的原理　　(1)土在最大干容重γdmax和最優(yōu)含水量w0p時(shí)的濕容重為γdmax(1＋w0p)，將其

5、除以(1＋w0p)/(1＋wf)，可變換為γdmax(1＋wf)。具有任意含水量w的試樣的濕容重為γd(1＋w)，除以(1＋w)/(1＋wf)同樣可以變換為γd(1＋wf)。????????????????????????上式中，當(dāng)wf＝0時(shí)，Z＝w，代表含水量；當(dāng)wf＞0時(shí)，???????????????????????????式中ws為試樣的千重。???將測定現(xiàn)場填土壓實(shí)容重的土樣分成重量相同的三份，分別加入不同重量的水(無需靜置)，在擊實(shí)筒內(nèi)用標(biāo)準(zhǔn)功能擊實(shí)，測得擊實(shí)后的濕容重為γd(1＋w)，分別除以(1＋Z)，變換為γd(1＋wf)，將其點(diǎn)在以濕容重和變換后濕容

6、重為縱坐標(biāo)、Z為橫坐標(biāo)的圖上，繪制γd(1＋w)～Z及γd(1＋wf)～Z兩條曲線，見圖1。因γd(1＋wf)～Z曲線的縱坐標(biāo)唯一變數(shù)為γd，所以曲線最大縱坐標(biāo)等于γdmax(1＋wf)。????????????????????????????　　???(2)根據(jù)壓實(shí)度定義有???????????????????????????????????????或改寫為???????????????????????????????????上式中當(dāng)γdf(1＋wf)及γdmax(1＋wf)已知時(shí)，即可求得壓實(shí)度D值。一般假定γd(1＋wf)～Z曲線在最大縱坐標(biāo)附近為一拋物線，若有適

7、當(dāng)間隔的3個(gè)點(diǎn)，即可求得最大縱坐標(biāo)點(diǎn)γdmax(1＋wf)?！　?3)由圖1中γd(1＋wf)～Z曲線最大縱坐標(biāo)位置，可以看出現(xiàn)場含水量在最優(yōu)含水量的濕側(cè)或干側(cè)，但尚不能確定最優(yōu)含水量與填土(現(xiàn)場)含水量的差值(w0p－wf)。???最大縱坐標(biāo)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為Zm(見圖1)。???由式(1)可知?????????????????????????　　　　(4)根據(jù)擊實(shí)試驗(yàn)資料，可整理最優(yōu)含水量與最優(yōu)狀態(tài)時(shí)的濕容重關(guān)系曲線，即????????????????????????????????根據(jù)土場土料擊實(shí)試驗(yàn)成果，采用回歸分析可以建立起最大濕容重