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土石混填材料孔隙率测定方法研究
作者:镇江建科检测 王加民 …    文章来源:发表于《江苏工程质量》    点击数:715    更新时间:2017/6/22         ★★★

摘要:本文结合孔隙率的定义,设计出了两种土石混填材料孔隙率测定的方法:真空抽气法和比重法。通过本文制定出的测定方法,可以快速准确地测出土石混填材料的孔隙率,从而间接评定其压实效果,指导检测和施工过程中质量的控制

关键词:真空抽气法、比重法、孔隙率

一、土石混填材料研究现状

当前国内外对土石混合料的研究较少,且未制定出较为完善的路基技术标准,而现行的技术标准和规程对碎石土试验方法的规定较为模糊,通常采用灌砂法、灌水法、核子密度仪法进行干密度的测试,这将会在实际应用中带来不少的问题,给设计、施工、监理、检测等多个部门带来了许多现实操作的困难,严重影响了其在工程实践中的应用。因此,当前迫切地需要寻找一种可靠、简便的方法来检测碎土石混填材料的压实质量

区别于传统的试验方法,本文提出可通过借助孔隙率指标来评价碎石土的压实效果。并制定了试验步骤,施工过程中仅需控制碎石土的孔隙率达到设计要求的碾压遍数即可。

二、土石混填材料孔隙率定义

   土石混填材料的组成和土颗粒一样,亦是由固、液、气三相组成的。假定三者之间以图1的形式排列,W为重量,体积为V。

 可以得出以下各式

 

三、孔隙率测定方法研究

3.1真空抽气法

3.1.1、目的和试验原理

本试验是通过真空抽气的方法,将土石混填材料保持一定的真空度97.3kPa-98.7kPa730mm-740mmHg,使水能够完全进入材料孔隙,从而计算出土石混填材料的孔隙率。

3.1.2、仪器设备与材料

1)真空泵

2)压力表

3)电子天平

4)圆形金属筒(带有刻度)

5)真空干燥箱

6)无气蒸馏水

3.1.3、试验步骤

1)准备工作

按照JTG E40-2007T0110-1993 T0111-1993的灌砂法或灌水法计算出试坑的体积V,将取出全部材料置于105±5℃烘箱中烘干至恒重。

2)将试样置于圆形金属筒内,倒入无气蒸馏水,使水浸没试样且高出试样表面不少于5cm,记录水位刻度V1

3)将装有水和试样的金属筒一起置于真空干燥箱,打开真空泵,使真空干燥箱内真空度在97.3kPa-98.7kPa下保持30min

4)打开释气阀,使真空干燥箱内压力恢复常压,使试样在水中继续静置一昼夜。取出金属筒,记录水位刻度V2

3.1.4、土石混填材料孔隙率的计算

土石混填材料孔隙率按下式进行计算:

  

3.2、比重法

3.2.1、目的和试验原理

本试验是将土石分离,分别用比重瓶法和虹吸筒法测试出土、石的比重,根据土石比例计算出土石混合材料的比重,从而计算出土石混填材料的孔隙率。

3.2.2、仪器设备与材料

1) 比重瓶

2)恒温水槽

3)电子天平

4)温度计

5)虹吸筒

6)圆孔筛(5mm

7)量筒

8)烘箱

3.2.3、试验步骤

1)准备工作

按照JTG E40-2007T0110-1993 T0111-1993的灌砂法或灌水法计算出试坑的体积V,称取全部材料质量m,并置于105±5℃烘箱中烘干至恒重ms,计算出土石混合材料的干密度

2)将烘干材料捻散,并过5mm圆孔筛,分离出土颗粒和石颗粒。并称量出两个组分的质量,并计算出两个组分所占比例P1P2

3)将土颗粒材料按照JTG E40-2007T0112-1993比重瓶法进行测试,计算出土颗粒比重G1

4)将石颗粒材料按照JTG E40-2007T0114-1993虹吸筒法进行测试,计算出石颗粒比重G2

3.2.4、土石混填材料孔隙率的计算

1)土石混填材料含水率按下式进行计算:

 

 

四、结束语

本文根据土石混填路基和大规模场地回填的工程特点,对难以用压实度来迅速准确地控制施工质量时,采用孔隙率指标来间接评定,并制定出了真空抽气法和比重法两种试验方法和步骤,便于类似此类工程特点的检测应用。

 

参考文献

[1]《公路土工试验规程》JTG E40-2007

[2]《土工试验方法标准》GB/T 50123-1999

 

 

 

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