雨水對土體影響的研究.pdf

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1、建材世界2014年第35卷S1doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2014.S1.087雨水對土體影響的研究魯蘭蘭1,劉心瑞2(1.大連交通大學(xué),大連116001;2.大連市城市規(guī)劃設(shè)計研究院,大連116001)摘要:試驗的目的就是為了選取孔隙率較大、毛細(xì)水爬升高度較高的土樣。關(guān)鍵詞:砂土;孔隙率;毛細(xì)水;滲透系數(shù)1試驗?zāi)康脑撛囼炇怯晁毓嗖萜旱膶嶒灢糠?。為了保證草坪下面的砂土能夠存儲盡量多的雨水,而且能夠被草坪自然吸收利用,必須選擇孔隙率較大、毛細(xì)水爬升高度較高的土樣?，F(xiàn)有兩種砂土土樣,分別命名為土樣A和土樣B。現(xiàn)

2、分別對這兩種土樣進(jìn)行試驗。2常水頭滲透試驗2.1儀器設(shè)備常水頭滲透儀、滑動支架、容量為500mL量筒、容量為5000mL供水瓶、天平(精確至1g)、烘箱、漏斗、稱量盒、木錘、橡膠管、止水閥。2.2常水頭試驗的操作步驟1)取具有代表性的風(fēng)干試樣3~4kg,稱量準(zhǔn)確至1.0g,并測定試樣的風(fēng)干含水量。2)將試樣分層裝入圓筒,每層厚2~3cm,用木錘輕輕擊實到一定厚度,以控制其空隙比。如試樣含黏粒較多,應(yīng)在金屬孔板上加鋪厚約2cm的粗砂過渡層,防止試驗時細(xì)料流失,并量出過渡層厚度。3)依上述步驟逐層裝試樣,至試樣高出上測壓孔3~4cm止。在試樣

3、上端鋪厚約2cm鑠石作緩沖層。待最后一層試樣飽和后,繼續(xù)使水位緩緩上升至溢水孔。當(dāng)有水溢出時,關(guān)止水夾。4)試樣裝好后量測試樣頂部至儀器上口的剩余高度,計算試樣凈高。稱剩余試樣質(zhì)量(準(zhǔn)確至1.0g),計算裝入試樣總質(zhì)量。5)靜置數(shù)分鐘后,檢查各測壓管水位是否與溢水孔齊平。如不齊平,說明試樣中或測壓管接頭處有集氣阻隔,用吸水球進(jìn)行吸水排氣處理。6)降低調(diào)節(jié)關(guān)口,使位于試樣上部1/3處,造成水位差,水即滲過試樣,經(jīng)調(diào)節(jié)管流出,在滲透過程中應(yīng)調(diào)節(jié)供水管夾,使供水管流量略多于溢出水量。溢水孔應(yīng)始終有余水溢出,以保持常水位。7)測壓管水位穩(wěn)定后,記

4、錄測壓管水位,計算各測壓管間的水位差H1、H2。8)開動秒表,同時用量筒接取經(jīng)一定時間的滲透水量,并重復(fù)1次。接取滲透水量時,調(diào)節(jié)管口不可沒入水中。9)測記進(jìn)水與出水處的水溫,取平均值。10)降低調(diào)節(jié)管管口至試樣中部及下部1/3處,以改變水力坡降,按本規(guī)程規(guī)定重復(fù)進(jìn)行測定。11)根據(jù)需要,可裝數(shù)個不同空隙比的試樣,進(jìn)行滲透系數(shù)的測定。2.3計算1)按下列公式計算試樣的干密度ρd及孔隙比e。/Ahρd=mde=(ρwGs/ρd)-1式中,ρ為試樣干密度,g/cm3;m為試樣干質(zhì)量,g;A為樣斷面積,cm2;h為試樣高度,cm;e為試樣孔隙d

5、d246建材世界2014年第35卷S1比;Gs為土粒相對密度。2)按下列公式計算滲透系數(shù)kk=QL/AHt式中,Q為時間t(s)內(nèi)的滲透水量,cm3;L為兩測壓孔中心間的試樣高度,10cm;H為平均水位差(H)/2,cm;t為時間,s。1+H23毛管水上升高度試驗———直接觀測法3.1儀器設(shè)備1)毛管儀:包括支架、玻璃杯及厚壁玻璃管。厚壁玻璃管內(nèi)徑為2~3cm,長約100cm,分度值為0.5cm,零點(diǎn)在下端,底端用金屬網(wǎng)包住。2)天平:稱量2000g,分度值0.1g。3)其他:烘箱,漏斗,稱量盒,搗棒等。3.2操作步驟1)取代表性的風(fēng)干砂

6、土約1500g,使其分散,借漏斗分?jǐn)?shù)次裝入玻璃管中,并用搗棒輕輕搗實,使密度均勻,并達(dá)到所需的干密度。2)將玻璃管垂直插入玻璃杯中,管身用支架固定。3)在玻璃杯中注入水,水面應(yīng)高出管底0.5~1.0cm。在試驗過程中水面須保持不變。4)注水入杯后,經(jīng)過5min、10min、20min、30min、60min,以后每隔數(shù)小時,根據(jù)玻璃管中砂土顏色的深淺,測記各時間毛管水上升最高點(diǎn)的高度(從杯中水面為基點(diǎn)),直至上升穩(wěn)定為止。4試驗數(shù)據(jù)整理對于同一種土樣,保持前后兩個試驗的擊實次數(shù)一致,因此,兩次試驗土樣的孔隙比是一樣的。4.1選取土樣A進(jìn)行

7、試驗1)常水頭試驗md=2484g,h=24.35cm,r=9.441/2cm,查表取Gs=2.65223v=πrh=π(9.441/2)×24.35=1704.61cm/v=2484/1704.61=1.46g/cm3ρd=mde=(ρwGs/ρd)-1=1×(2.65/1.457225456)-1=0.819≈0.82調(diào)整水頭的位置,分別至試樣上部1/3處、中部及下部1/3處,H1=250,H2=235,H3=211,t=6’21”,Q=79mLH1=244,H2=216,H3=170,t=5’34”,Q=130mLH1=234,H2

8、=203,H3=134,t=5’03”,Q=165mLk=QL/AHt,其中H=(H1+H2)/2,得2k1=79×10/π(9.441/2)×19.5×381=0.00152cm/s2k2=