淺談灌砂法在密度試驗(yàn)中的一種應(yīng)用

高晨珂劉淑靜單巍巍（.西安思源學(xué)院 陜西 西安 70038；.安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院 安徽 合肥 30000）

淺談灌砂法在密度試驗(yàn)中的一種應(yīng)用

高晨珂1劉淑靜1單巍巍2
（1.西安思源學(xué)院 陜西 西安 710038；2.安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院 安徽 合肥 230000）

本文根據(jù)現(xiàn)行灌砂法測(cè)定密度試驗(yàn)方法和原理提出一種試驗(yàn)方法，并將兩者結(jié)果進(jìn)行分析，旨在為類似案例提供參考。

灌砂法；檢測(cè)；干密度

1 前言

檢測(cè)路基路面壓實(shí)度的基本原理為檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)材料壓實(shí)后的干密度與該材料的標(biāo)準(zhǔn)干密度，通過(guò)兩者之比確定路基路面的壓實(shí)度。灌砂法由于其工藝簡(jiǎn)單，能檢測(cè)路基和中低級(jí)路面多個(gè)部位的密度和壓實(shí)度，因此被廣泛應(yīng)用于公路施工檢測(cè)中。

灌砂法是利用均勻顆粒的砂，由一定高度下落到規(guī)定容積的試筒或試洞內(nèi)，通過(guò)單位重不變的原理來(lái)測(cè)量試筒或試洞的容積。具體說(shuō)來(lái)，是用標(biāo)準(zhǔn)砂來(lái)置換試洞中的集料，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)砂密度求得集料的密度，并根據(jù)集料的含水量來(lái)推算出試樣的實(shí)測(cè)干密度。

但在實(shí)際試驗(yàn)中，灌砂法的操作過(guò)程繁瑣復(fù)雜，原理雖然簡(jiǎn)單，操作過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，數(shù)據(jù)和操作過(guò)程受人為因素影響大，其中一步出錯(cuò)對(duì)結(jié)果影響很大，因此對(duì)試驗(yàn)人員的試驗(yàn)?zāi)芰σ筝^高。本文基于灌砂法現(xiàn)行試驗(yàn)方法，根據(jù)灌砂法試驗(yàn)原理，結(jié)合實(shí)際，簡(jiǎn)述一種較為簡(jiǎn)易的試驗(yàn)過(guò)程。

測(cè)點(diǎn) 方法量砂密度（g）干密度（cm從試洞內(nèi)取出的沙土質(zhì)量（g）含水量（%）填滿試洞所需砂的質(zhì)量（g）濕密度（cm 3 g）3 g）cm31# 2 1.52 2237 1971 16.5 1.73 1.48 1 1.51 2229 1980 16.5 1.70 1.46 2# 2 1.52 2158 2052 16.3 1.60 1.37 1 1.51 2179 2022 16.3 1.63 1.40 3# 2 1.52 2531 2341 13.1 1.64 1.45 1 1.51 2559 2321 13.1 1.66 1.47

2 基本原理

檢測(cè)砂土的密度：

式中， tm 為從試洞內(nèi)取出的全部沙土的質(zhì)量，單位g； m 為填滿試洞所

b需標(biāo)準(zhǔn)砂的質(zhì)量，單位g；ω為取出的砂土樣的含水量；sρ為標(biāo)準(zhǔn)砂的密度，單位3cm g ，求法如下。

標(biāo)準(zhǔn)砂的密度：

Ma為灌滿標(biāo)定罐所需的標(biāo)準(zhǔn)砂的質(zhì)量，單位g；V為標(biāo)定罐的體積，單位cm3

3 操作步驟

3.1 儀器設(shè)備

見(jiàn)《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》(JTG E60 －2008)，此處不再贅述。

3.2 試驗(yàn)步驟

根據(jù)上述基本原理，操作步驟仍根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（下述規(guī)程），有所簡(jiǎn)化，操作過(guò)程簡(jiǎn)述如下：

①稱取標(biāo)定罐質(zhì)量；

②向灌沙桶裝沙至桶頂15mm左右；

③將標(biāo)定罐置于灌砂筒下方，打開灌砂筒開關(guān)讓沙自由流出，直至沙不再流出時(shí)關(guān)閉開關(guān)；

④用鋼尺小心地刮去標(biāo)定罐上部多余標(biāo)準(zhǔn)砂，稱取裝滿量砂的標(biāo)定罐質(zhì)量，則aM；

⑤測(cè)定標(biāo)定罐體積V，此方法同規(guī)程；

⑥將基板放在清掃干凈的測(cè)點(diǎn)上，沿基板中孔鑿洞在鑿洞過(guò)程中將鑿松的材料取出裝入塑料袋中（保持水分），試洞深度等于測(cè)定層厚度，稱取每次取出的松動(dòng)材料的質(zhì)量，全部材料總質(zhì)量tm；

⑦從挖出的全部材料中取出有代表性的去測(cè)其含水率ω；

⑧在試洞挖好后將灌沙桶放在試坑上，打開開關(guān)讓沙流入試坑，停止時(shí)關(guān)閉開關(guān)，稱取灌砂筒前后質(zhì)量，可得填滿試洞所需量砂質(zhì)量bm。

4 結(jié)果比較

表2 試驗(yàn)結(jié)果比較

為測(cè)試上述灌砂法的檢測(cè)效果，選擇同一處場(chǎng)地，在同一處測(cè)點(diǎn)處，分別采用規(guī)程所述標(biāo)準(zhǔn)灌砂法試驗(yàn)和本文所述灌砂法分別進(jìn)行密度試驗(yàn)，并對(duì)其試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

本文選擇測(cè)試地點(diǎn)為陜西省西安市某地，三個(gè)測(cè)點(diǎn)1#、2#、3#進(jìn)行試驗(yàn)。

為描述方便，將按照規(guī)程的灌砂方法稱為方法1，將本文所述方法稱為方法2。試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果見(jiàn)表1，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，見(jiàn)表2.

從表中數(shù)據(jù)可以看出，由方法1和方法2測(cè)出量砂密度分別為1.51g/cm3、1.52g/cm3，相差0.66%；在1#測(cè)點(diǎn)處測(cè)出的土樣干密度分別為1.46g/cm3、1.48g/cm3，相差百分?jǐn)?shù)-1.37%；2#測(cè)點(diǎn)處測(cè)出的土樣干密度分別為1.40g/cm3、1.37g/cm3，相差百分?jǐn)?shù)2.14%；1#測(cè)點(diǎn)處測(cè)出的土樣干密度分別為1.47g/cm3、1.45g/cm3，相差百分?jǐn)?shù)1.36%。

表1 方法1與方法2試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果

根據(jù)上述分析，采用方法1和方法2測(cè)出土樣的濕密度和干密度差值均不超過(guò)5%，在允許誤差范圍之內(nèi)。因此，在初步確定土樣密度及壓實(shí)度的情況下，采用方法2可以滿足試驗(yàn)要求。

5 結(jié)論

用灌砂法測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度實(shí)際操作起來(lái)復(fù)雜繁瑣，要求操作人員懂得該試驗(yàn)的基本原理，采用簡(jiǎn)易的方法2可以用于初步確定土樣密度及壓實(shí)度的情況，試驗(yàn)中應(yīng)嚴(yán)格控制每一個(gè)操作步驟，盡量減少由于操作所引起的誤差，使檢測(cè)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際結(jié)果相符合，進(jìn)而更好地指導(dǎo)工程施工。

[1]公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程（JTG E60-2008）[S].北京：人民交通出版社，2008．

[2]公路土工試驗(yàn)規(guī)程（JTG E40-2007）[S].北京：人民交通出版社，2008．

[3]靳宏利.淺談現(xiàn)場(chǎng)灌砂法試驗(yàn)誤差及糾正措施[J].公路交通科技應(yīng)用技術(shù)版.2012,9

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