试论砂砾料相对密度试验方法在水利工程质量控制中的应用
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筑坝砂砾料现场大型相对密度试验应用研究在水资源管理和工程建设中,坝身是起到关键作用的重要构建。
而筑坝所需的砂砾料在大部分情况下都需要进行相对密度试验,以确保坝体能够承载水压和重力,同时还能稳定地抵抗永久性和瞬时性荷载。
相对密度试验是通过比较材料的实际密度和其理论密度的比值,来表征材料疏松程度的一种试验方法。
对于砂砾料而言,相对密度高低直接影响到其坚固程度和稳定性,对于坝体的承重和抵抗能力有着至关重要的影响。
筑坝砂砾料现场大型相对密度试验是一项包含多重因素的试验,该试验需要考虑到试验样品的种类、粒度大小、水分、温度、反复荷载等因素。
在试验过程中还需要注意到土壤压实方式、压实次数、压实高度等技术细节。
相对密度试验中,试验的目的是通过测量砂砾料的密度,来估测筑坝的稳定程度。
在大型现场试验中,测量数据的准确性和可靠性非常关键。
通常将密度计放置在静止不动的介质中,利用水力原理测量密度,从而推测出砂砾料的稠密度。
在试验过程中,可能会出现密度计不充分浸润或因为波动而失误等问题,这些都需要通过相应的技术手段予以解决。
此外,在大型现场试验中还需要进行分组和对比分析,以得到更客观的试验数据。
总之,筑坝砂砾料现场大型相对密度试验是一项复杂而又关键的试验。
其结果直接影响到整个筑坝工程的质量和可持续性。
因此,在试验过程中严格按照操作规范进行,积极排除各种干扰因素,是确保试验顺利进行和取得可靠结果的基本保障。
浅谈水工堤坝施工砂砾料质量控制摘要:在水工堤坝施工中,砂砾料填筑是施工控制过程中的关键,因此,在施工过程中,必须采取有效的控制方法,使填筑质量达到相关规范要求。
关键词: 水工堤坝工程砂砾料料场碾压堤身填筑质量控制概述:在水工堤坝工程施工中,砂砾料填筑是施工控制过程中的关键,料场复查、开采运输、填筑碾压等工序完成的情况,将直接影响到整体工程的施工进度、工程质量和效益。
1、某水工堤坝砂砾料填筑施工及质量控制介绍南方某工程为为Ⅲ等工程,防洪堤为2级堤防。
防洪标准按50年一遇洪水设计。
填筑材料就地取材,开挖砂砾料填筑堤身,大堤迎水面边坡上段1:5,下段1:3.5。
堤身采用河床砂砾料填筑,压实标准采用相对密度(Dr)控制,设计要求Dr为0.75。
2、砂砾料填筑要求砂砾料用于堤身填筑部位,设计要求具有良好级配、砂砾料的最大粒径不得超过150mm,含砂量(粒径<2mm)不得超过总重量的35%。
压实标准采用相对密度(Dr)控制,设计要求Dr≥0.75。
经现场勘查、取样,依据SL237-1999《土工试验规程》,对砂砾料试样进行相对密度试验,试验结果最大干密度2.11~2.18 g/cm3,平均值2.143g/cm3;最小干密度1.76~1.83 g/cm3,平均值1.795 g/cm3;对应于Dr=0.75的干密度控制值为2.037 g/cm3。
3、砂砾料场质量控制砂砾料场质量控制:①料场表面覆盖层及树根、建筑垃圾等杂物必须清除;②砂砾料含泥量宜小于5%,有泥土夹层或夹杂土块的也应清除干净;③砂砾料中大于60mm的砾石不得过于集中,一般应控制在30%以内。
在现场主要以“目测法”为主,可取具有代表性的试样进行室内试验。
采料方式:料场区域地下水位较高,料源大部分是位于水下,故开采方式均采用立面混合开采,一次到位。
这样也可以避免砂砾料中的砾石(大于60mm)含量与砂粒(小于2mm)含量过小或过大,只有砂砾料级配良好,才能达到较好的碾压效果。
砂砾卵石相对密度特性相关统计分析砂砾卵石是指由河流、海洋等水体沉积的颗粒状物质,主要由石英、长石和岩屑等组成。
砂砾卵石常用于建筑、道路、水利等工程中,因此了解其相对密度特性对工程设计和施工具有重要意义。
本文将对砂砾卵石的相对密度特性进行相关统计分析。
首先,我们需要明确相对密度的定义和计算方法。
相对密度是指物质的密度除以标准物质的密度,常用标准物质为水。
计算公式为:相对密度=物质的密度/水的密度得到相对密度的数值后,还可以将其与其他相关性质进行分析,例如粒径分布、堆积密度等。
这些分析可以为工程设计和施工提供重要参考。
为了进行统计分析,我们需要收集一定数量的砂砾卵石样本,并测量其密度。
可以采用体积法或质量法测量样本的密度。
体积法是通过测量样本的体积和质量,计算得到密度。
质量法是将样本放入容器中,测量容器的质量后再减去容器本身的质量,得到样本的质量。
收集到样本后,可以根据需要选择一定数量的样本进行测量。
为了保证结果的可靠性,建议至少测量30个以上的样本。
得到样本的密度数据后,可以进行一系列统计分析。
常用的统计分析方法包括平均值、标准差、偏度和峰度的计算。
平均值表示样本的中心趋势,标准差反映了样本的离散程度,偏度和峰度可以评估样本的分布形态。
除了以上统计指标,还可以进行相关性分析。
相关性分析可以评估相对密度与其他因素之间的关系,如粒径分布、堆积密度等。
可以使用相关系数来衡量两个变量之间的相关性,常用的相关系数包括皮尔逊相关系数和斯皮尔曼相关系数。
通过这些统计分析,可以得到砂砾卵石相对密度的基本特性。
同时,可以根据实际需要进行更深入的分析,如不同地区、河流、沉积环境等的砂砾卵石相对密度特性比较。
值得注意的是,在进行统计分析时,应注意样本的选择和测量误差的控制。
样本的选择应尽可能代表整体样本的特征,而测量误差的控制可以通过标准化测量方法和仪器设备的选择来实现。
总之,砂砾卵石相对密度特性的统计分析可以为工程设计和施工提供重要参考。
原级配现场相对密度试验在高面板坝施工中的应用研究张芳军;赵红梅【摘要】新疆阿尔塔什大坝主堆石区砂砾料填筑设计文件要求压实后相对密度控制为不小于0.90,为保证工程施工质量、保障大坝安全运行,相对密度标准试验突破室内振动台法标准试验方法,采用现场大型原型级配试验方法进行试验,相对密度控制最大干密度、最小干密度值指标比室内振动台法试验提高了约0.1 g../cm3,对坝体安全更加有利,为创造砂砾石料混凝土面板堆石坝优质工程奠定了基础.%The relative density of sand-gravel materials in the main rockfill area of Aertashi Dam after compaction is not less than 0.90 in design documents.To ensure the construction quality and the safe operation of dam,the relative density standard test adopts on-site primary graded material test instead of indoor vibration test method.The maximum dry density and minimum dry density in on-site tests are increased by about 0.1 g/cm3 than indoor tests respectively,which are more favorable for dam safety.The on-site tests lay a foundation for constructing high-quality sand-gravel material and concrete face rockfill dam project.【期刊名称】《水力发电》【年(卷),期】2018(044)002【总页数】4页(P25-27,79)【关键词】砂砾料;原级配现场相对密度试验;面板坝;阿尔塔什水利枢纽【作者】张芳军;赵红梅【作者单位】中国水利水电第五工程有限公司,四川成都610066;中国水利水电第五工程有限公司,四川成都610066【正文语种】中文【中图分类】TV41(245)粗颗粒土相对密度是指无粘性能自由排水的粗颗粒土处于最松状态的孔隙比与天然状态(或给定)孔隙比之差和最松状态孔隙比与最紧孔隙比之差的比值。
土石坝砂砾石相对密度土石坝是一种常见的工程结构,它由大量的土石材料构成。
而这些土石材料中的砂砾石是其中的重要组成部分。
砂砾石是一种粒径在2mm至64mm之间的颗粒状岩石碎屑,具有相对密度这一重要的物理指标。
本文将从砂砾石的相对密度入手,探讨其在土石坝工程中的应用。
相对密度是物质的密度与某一基准密度之比,用来反映物质的紧密程度。
对于砂砾石而言,相对密度的计算方式为砂砾石的干重和水重与干体积和水体积的比值。
砂砾石的相对密度通常在2.5至2.8之间,具体数值与其成分、形状、颗粒大小等因素有关。
土石坝在水利工程和土木工程中起着重要的作用,而砂砾石作为土石坝的重要填料,其相对密度的选择和控制对于土石坝的稳定性和安全性具有重要意义。
首先,相对密度的高低直接影响土石坝的抗滑性能。
砂砾石的相对密度越大,颗粒间的接触面积越大,颗粒之间的摩擦力也就越大,从而提高了土石坝的整体抗滑能力。
其次,相对密度的选择还与土石坝的渗透性和孔隙率有关。
砂砾石的相对密度增大会使得颗粒之间的空隙减少,从而降低了土石坝的渗透性,提高了土石坝的防渗能力。
此外,相对密度的高低还与土石坝的抗冲刷性能、抗冻性能等方面有关。
在土石坝工程中,砂砾石的相对密度需要通过实验或现场测试来确定。
常用的测试方法包括密度试验和比重试验。
密度试验是通过测量砂砾石的质量和体积,计算出其相对密度的数值。
比重试验则是通过测量砂砾石在水中和饱和盐水中的浮力,计算出其相对密度的数值。
通过这些试验方法,可以准确地获取砂砾石的相对密度,并根据工程需要进行选择和控制。
在实际工程中,砂砾石的相对密度的选择需要考虑多个因素。
首先是土石坝的设计要求,不同类型的土石坝对砂砾石相对密度的要求有所不同。
例如,高坝和大坝对砂砾石的相对密度要求较高,以提高土石坝的抗滑性能和稳定性。
其次是砂砾石的可获取性和成本因素。
有些地区的砂砾石资源丰富,而有些地区的资源相对匮乏,因此在选择砂砾石时需要考虑资源的可获取性和成本的因素。
筑坝砂砾料现场大型相对密度试验应用研究(一)研究报告:筑坝砂砾料现场大型相对密度试验应用概述近年来,随着水利工程建设的不断发展,对于大坝的稳定性要求也越来越高。
而坝体的稳定性关键之一就是坝体的密度。
为了控制坝体的密度,大型相对密度试验被广泛应用于水利工程建设中。
本文主要针对筑坝砂砾料现场大型相对密度试验应用展开研究。
相对密度测试原理相对密度测试是通过测量土体的体积和质量,计算得出土体的相对密度。
在实际测试中,通常采用沉实法或水排法来测定相对密度,其中以沉实法更为常见。
沉实法指将一定质量的土样经过标准条件下的沉实或振实后,通过计算得出土样的相对密度。
筑坝砂砾料现场大型相对密度试验应用在水利工程建设中,坝体的稳定性要求较高,对于坝体材料的密度控制非常重要。
通过筑坝砂砾料现场大型相对密度试验,可以准确测量砂砾料在不同压实程度下的相对密度,从而控制坝体的密度。
在实际应用中,通常采用大型压路机进行压实。
试验过程中需要注意保持压路机速度和行走轮辗压方式的一致性。
结论相对密度测试在水利工程建设中有着重要的应用,能够有效控制坝体的密度,确保水利工程的安全和稳定。
在筑坝砂砾料现场大型相对密度试验中,需要注意保持试验的标准化和精密化,以确保测试结果的准确性。
同时,还需要在实际应用中积极总结经验,不断完善相关技术,为水利工程安全和稳定贡献力量。
建议1.在筑坝砂砾料现场大型相对密度试验中,需要严格按照试验标准进行操作,以避免因操作不规范而导致的误差。
2.在试验过程中,需要根据实际情况合理控制压路机速度和行走路线,确保测试结果的准确性。
3.在试验结束后,应及时对数据进行分析和总结,为后续工程建设提供经验参考。
摘要筑坝砂砾料现场大型相对密度试验作为水利工程建设中的一项重要控制措施,能够有效控制坝体的密度,确保水利工程的安全和稳定。
在实际应用中,需要根据试验标准进行严格操作,确保测试结果的准确性,并在试验后对数据进行分析和总结,为后续工程建设提供经验参考。
某水利枢纽工程砂砾石坝壳料碾压试验及参数选择摘要:黏土心墙砂砾石坝,砂砾石作为坝体主要筑坝材料和主要组成部分,在土石坝中应用广泛。
施工填筑中要确保砂砾料相对密度和级配满足要求。
以该水利枢纽工程为依托,介绍了砂砾石料碾压参数确定方法。
根据砂砾石填筑施工过程,砂砾石填筑相对密度≥0.75,满足设计填筑要求。
后期现场应用表明,26t振动碾,高频率27~32(Hz),行进速度控制在不大于3.0(km/h),砂砾料虚铺85cm,碾压8遍,能够满足相对密度0.75设计指标。
关键词:碾压试验参数砂砾料相对密度天然河道砂砾石具有造价低,适用性高的特点。
该水利枢纽工程具有调水、灌溉、发电等多项功能的大型枢纽工程,水库总库容19.6亿方。
工程规模Ⅰ等大(1)型;主要由粘土心墙砂砾石坝(主坝)、右岸岸坡溢洪道、左岸混凝土坝(副坝)、左岸发电兼灌溉洞、电站厂房及左岸鱼道等建筑物组成。
本文依托该水利枢纽工程砂砾石料碾压试验结果,探究保证砂砾石料碾压填筑质量的碾压试验过程和方法,验证确定的碾压参数于施工实际填筑的相符性,确保坝体填筑压实质量。
1 碾压试验1.1碾压工艺试验的目的砂砾石碾压工艺试验目的为确保坝体填筑质量,通过砂砾石料摊铺及碾压试验,确定施工工艺参数,用以指导施工;复核设计填筑标准的合理性和可行性,选择经济合理、科学可靠的砂砾石料施工参数及质量控制指标,并制定铺筑施工的实施细则。
结合图纸及实际施工情况进行,同一材料应按照一种铺料方式、同一型号振动碾、选择同一铺料厚度和不同碾压遍数分区碾压。
碾压完成后检测压实层的干密度(相对密度)、级配等指标。
1.2.碾压工艺试验场地的布置及工艺流程本次坝料碾压试验场地在左岸坝基进行,选择地势相对较平整的基础面,采用推土机推找平,人工配合机械精平后26t振动碾碾压16遍,基础坚实不再沉降,然后进行砂砾石料碾压试验;在室内用振动台法进行相对密度试验。
碾压试验工艺流程:1.2.1 铺料厚度的确定:根据设计图纸及施工规范要求,考虑到砂砾石料与黏土心墙摊铺及反滤料摊铺厚度的匹配,且该工程砂砾石料源总体粒径偏小,5mm以下沙含量仅为14%,存在级配不良、断层现象,所以初选砂砾石料虚铺厚44cm、64cm、85cm,选择适宜的摊铺厚度和碾压变数,同时考虑到本身料源在河床段含水较高,因此没有在考虑洒水参数。
试论砂砾料相对密度试验方法在水利工程质量控制中的应用
发表时间:2019-03-05T10:13:42.210Z 来源:《建筑细部》2018年第16期作者:侯世昌[导读] 砂砾料属无黏性粗粒土,因其分布广、性能指标优,被广泛应用于工程建设中。
河北省水利水电勘测设计研究院天津 300000 摘要:砂砾料属无黏性粗粒土,因其分布广、性能指标优,被广泛应用于工程建设中。
通过对砂砾料相对密度不同试验方法所得试验结果的对比分析,结合工程实际应用效果,提出适宜砂砾料作为填筑坝料时的相对密度试验方法,从而合理确定砂砾料填筑的控制指标。
关键词:砂砾料;相对密度;试验方法;应用砂砾石料属可自由排水的无黏性粗粒土,具有压实性能及透水性好、抗剪强度高、沉陷变形小、承载力高等工程特性,按照《水工混凝土面板堆石坝设计规范》SL228-2013 中控制要求,土石坝砂砾石料在大坝填筑时控制标准根据坝高不同控制标准不同:坝高小于 150m 时,D r 控制标准为 0.75 ~0.85;坝高在 150 ~ 200m 时,D r 控制标准为0.85 ~0.90,但控制标准并未明确所采用的试验规程及方法。
而现行国家及行业规范中确定砂砾料相对密度有两种试验方法。
方法一:DL/T5356 或 SL237 规程的室内相对密度试验方法。
该方法采用对设计给定的原级配进行缩尺、缩尺后最大限制粒径为 60mm、室内采用振动台法确定相对密度。
由于受数学模型建立的偏差影响,很难取得较为真实的控制标准,规范的不确定性,也常常造成执行过程中的偏差较大,导致砂砾料控制标准偏低,压实实际效果较差,填筑体沉降量较大。
方法二:NB/T35016 中采用现场原型级配料测定相对密度试验方法,试验最大限制粒径 600mm。
目前筑坝砂砾料的最大粒径一般在 200 ~600mm 范围。
该试验方法试验工程量大、技术要求高,但试验结果与坝体填筑实际吻合。
这两种方法由于砂砾料最大粒径、级配、最大干密度试验机理等不同,导致相对密度相同时现场控制指标差别较大。
本文从相对密度试验的级配选择、试验方法、室内实验结果理论推算验证等分析入手,结合工程实际应用,确定适宜工程实际的相对密度试验控制方法。
1、相对密度试验
1.1 相对密度试验级配
影响砂砾料相对密度试验结果的主要因素有砂砾料级配、最大粒径及砾石含量等,目前工程中砂砾料级配一般采用设计提供由地勘资料确定的设计线或料源复查时的实测级配线,这两种级配线均为现场原级配线,建议在可能的情况下采用料源复查时实测级配线为依据进行试验。
1.1.1 室外相对密度试验级配线
某工程料场复查实测级配线见的室外相对密度试验级配采用原型级配与实测线一致。
1.1.2 室内相对密度试验级配线
室内相对密度试验依据 DL/T5356 或 SL237 中“粗粒土相对密度试验方法”进行,室内试验时对砂砾料原型级配料进行了缩尺,根据室内试验桶尺寸、采用等量替换法缩尺后的最大粒径为 80mm。
1.2 室内相对密度试验
室内相对密度试验砾石含量分别为 65%、71%、75%、77%、79%、83%、87%,采用振动台法进行试验。
1.3 室外原型级配料相对密度试验
按照料场实测级配线、依据 NB/T35016-2013中“砂砾料原级配现场相对密度试验”进行在现场进行相对密度试验。
1.4 推算室外最大、最小干密度试验成果根据相关试验规程条文说明及以往一些工程试验的经验,为解决砂砾石料填筑碾压中相对密度大于 1 及现场控制标准合理性的问题,一些工程中也采用了在室内最大、最小干密度试验成果的基础上,采用三点近似法、系列延伸法、渐近线辅助法等确定现场控制标准。
某工程坝料碾压试验中采用“三点近似法”推算方法对室内最大、最小干密度进行了两个数学模型的修正。
1.5 试验结果分析
(1)室内缩尺后最大干密度、最小干密度与现场原型级配料试验成果相比均在降低,室内结果比现场原级配线最大干密度分别降低0.024。
以室内试验作为控制标准时,将会导致现场压实度降低。
由此可见直接采用室内缩尺后试验成果将会降低工程现场控制标准,给工程质量造成隐患,特别是坝高超过 200m 以上的工程,更应慎重地选择现场的控制标准。
(2)采用密度桶法进行砂砾料原型级配相对密度试验成果和在室内试验成果基础上进行推算结果比较,得到的最大干密度对应的砾石含量下移,由于推算模型不同还存在一定差异。
2、工程应用
2.1 施工现场含水率检测及使用方法
砂砾料无黏性粗粒土填筑施工中,填筑料的湿密度检测一般采用灌砂法或灌水法进行,现场检测小于 5mm 料的含水率,并按事先采用不同砾石含量、不同含水率、不同砾石含量情况下通过试验求得的小于 5mm 料的含水量与全料含水率关系曲线,查出全料的含水率计算干密度,用三因素相关图(表)评价压实质量。
2.2 实际工程应用
2.2.1 陕西黑河金盆水利枢纽工程
黑河金盆水利枢纽工程“密度桶法”试验结果;密度桶直径 120cm、壁厚 12mm、桶高 100cm。
黑河金盆水利枢纽工程 2001年8月底前,坝壳料填筑 341万m 3,(坝壳砂卵石料总量 600 多万m 3)取样1371组。
从试验结果看,现场坝料填筑满足设计相对密度 0.80的要求,合格率为 100%。
2.2.2 黄河上游公伯峡水电站工程
黄河公伯峡水电站工程现场砂卵石料原级配“密度桶法”试验;公伯峡砂砾石料填筑90万m3,取样177 组。
结果表明,设计相对密度Dr ≥0.8,最大值1.0,最小值0.80,平均相对密度0.87,合格率100%。
2.2.3 湖北潘口水电站工程
湖北潘口水电工程现场砂卵石料原级配“密度桶法”试验;潘口砂砾石料填筑60万m3,取样178组,试验结果看,设计相对密度D r≥0.85,实测最大值 0.98,最小值0.85,平均相对密度0.89,合格率100%。
2.2.4 国内某工程碾压试验数据分析
通过室内试验确定料场砂砾料相对密度。
最大值2.33g/cm 3,最小值1.83g/cm 3。
现场碾压试验过程中,洒水10%、铺料60.9cm、拖式振动碾碾压 12、实测相对密度为1.03;洒水10%、铺料62.3cm、82.1cm、102.3cm时,自行式振动碾碾压12遍时,相对密度分别为1.02、1.03、1.0,检测试验时出现了相对密度大于1的数据,由此可断定,推荐的干密度最大、最小值并未完全反应原型级配料的现场碾压工况。
3 结语
目前有些工程施工中直接依据室内试验成果和设计给定参数确定现场控制标准,导致实际施工中现场检测结果出现相对密度大于 1 的现象,这与工程实际情况不符。
其主要原因是砂砾料缩尺的室内相对密度试验完全改变了现场砂砾料的最大粒径和原型级配结构、室内试验振动台法与现场振动碾压实机理不同,最大干密度及最大干密度所对应的砾石含量低于现场原型级配试验结果,所以室内缩尺后试验结果不宜直接作为现场控制指标。
在 DL/T5356-2006 试验规程条文说明中“对于粒径大于 60mm 的砂砾料,室内缩尺振动台法试验结果必须通过一定的数学模式推算”,而每种数学模型均有一定的局限性,推算结果与工程实际仍存在差异,容易造成施工质量控制上的偏差,推算结果在应用时慎重考虑。
从目前多个工程的应用效果看,“砂砾料原级配料现场相对密度试验“采用与实际施工相同的原级配砂砾料和施工中采用的压实机械确定相对密度,实测的最大、最小干密度试验结果与施工实际情况十分吻合,能真实反应砂砾料的压实性能,该方法作为砂砾料现场控制标准是科学和可靠的。
参考文献:
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[2]DL/T5129-2013.碾压式土石坝施工规范[S].
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[5]赵继成,易永军.载荷板检测坝料填筑质量技术在潘口面板坝工程应用.水利规划与设计,2012(05):40-43.[6]赵继成.土石坝粗粒料碾压前后级配变化试验研究.水利技术监督,2013,21(05):50-54.。