海泥海砂混合料最大干密度确定方法研究
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海泥海砂混合料最大干密度确定方法研究江志微;丰土根;宋海洋;张晓阳【摘要】海泥海砂混合料能否作为海堤填料,很大程度上取决于混合料的最大干密度.因此,如何准确确定最大干密度就显得至关重要.通过轻型击实试验、相对密实度试验、振动台试验等室内试验对海砂海泥混合料最大干密度确定方法进行比较分析研究,得出以下结论:当海泥含量比较多时,击实法得到的干密度大于振动台法,这主要是由于击实试验采用的为干法;在粉碎过筛的过程中,土体结构遭到破坏,土体中的含水率明显变小;而振动台法则直接采用原样土进行试验,更符合现场施工情况.从不同比例掺合料的含水率来看,当海砂海泥比例小于1.5:1时,此时的掺合料处于饱和状态,采用振动台法更加适合;当海砂海泥比例大于1.5:1时,混合料含水率小于饱和含水率,相对密实度法得到的结果较振动台法更加准确,此时应采用相对密实度法确定最大干密度.%Whether the mixture of sea mud and sea sand can be used as a filler of seawall,it depends largely on the maximum dry density of the mixture.So,how to accurately determine the maximum dry density is critical.The laboratory tests(such as the light compaction test,the relative density test,the shaking table test,etc)are carried out to compare the determining method of the mixture of sea sand and sea mud,the results show that: when the content of sea mud is relatively large,the dry density measured by compaction method is larger than shaking table test,this is mainly due to the method compaction test used was dry method.In the process of crushing sieving,the soil structure was destroyed,the water content was significantly smaller,however,the soil samples in the shaking table test are undisturbed soil,which is more aligned with the practicalconstruction conditions.From the point of the moisture content of admixtures in different proportions,when the ratio of sea sand and sea mud is less than 1.5:1,the admixture is saturated,which is more suitable to use shaking table test;when the ratio is greater than 1.5:1,the mixture moisture content is less than the saturated water content,the results conducted by relative density method turns out to be more accurate than shaking table test,it is suggested to determine the maximum dry density using relative density method.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)008【总页数】5页(P248-252)【关键词】最大干密度;室内试验;海砂;海泥【作者】江志微;丰土根;宋海洋;张晓阳【作者单位】河海大学岩土工程研究所,南京 210098;河海大学岩土工程水利部重点实验室,南京 210098;河海大学岩土工程研究所,南京 210098;河海大学岩土工程水利部重点实验室,南京 210098;浙江省水利河口研究院,杭州 310000;上海勘测设计研究院有限公司,上海 200000【正文语种】中文【中图分类】TU472.6福建省位于中国东南沿海地区,背山面海,山地多平地少,有长达3 324 km的海岸线,每年7月到10月份台风季节和八月大潮期间,易受到风浪、海啸、地震等自然灾害影响[1],修建海堤等基础设施将增强沿海地区的抗台风,抗海潮,海啸的能力,对保障沿海地区社会经济发展具有重大意义。
特殊情况下土方最大干密度的确定
土方最大干密度是指在一定条件下,土壤最大的干燥密度。
在一
些特殊情况下,土方最大干密度的确定十分关键,可以参考以下方法:
1. 实验法:通过实验测定不同干燥密度、不同含水率和不同固
结次数下的土方干密度,根据试验结果绘制出干密度-含水率曲线和干
密度-固结次数曲线,通过分析曲线得出土方最大干密度。
2. 理论计算法:通过对土方力学性质的分析,运用数学模型推
导出土方最大干密度的公式,进行干密度的计算预测。
3. 常用法:根据土方工程经验和实际工程条件,选取合适的干
密度作为土方最大干密度。
常规情况下,可选取标准贯入试验的60%作为最大干密度,但各地土壤情况不同,需要根据实际情况进行调整。
需要注意的是,从理论和实际角度出发,任何一种方法和技术都
无法做到百分百准确,应结合多种因素进行分析、综合决策。
砂的最大干密度试验原理
砂的最大干密度试验是用来确定一定条件下砂的最大干密度的试验方法。
下面是该试验的基本原理:
1. 试样制备:从原料的砂中采集试样,并将试样晾干。
然后按照一定的标准方法将试样破碎、筛分,以获得所需的颗粒大小范围。
2. 密实度试验:将加湿的试样加入到称量精确的容器中,并通过轻拍容器以排除空隙和使颗粒排列更加紧密。
然后测量试样和容器的质量,以求得所放入的试样质量。
3. 试样加重:在经过密实度试验后,将试样从容器中取出,然后通过加入一些重物使其质量增加,在每次加重之后也进行轻拍操作。
4. 再次测量质量:用同样的方法再次测量试样和容器的质量,以得到试样质量的再次增加量。
5. 计算干密度:根据试样在密实过程中质量的增加量、容器的容积和试样的体积,可以计算出试样的干密度。
6. 确定最大干密度:重复以上步骤,在试样的加重量增加不再引起干密度的增加之前,确定最大干密度。
最大干密度试验可以帮助确定砂的最佳密实状态,并对土工工程中的填筑操作提供指导。
海砂及海砂混凝土研究进展综述本文首先介绍了海砂的物理性质和化学性质,包括颗粒大小分布、密度、吸水率、饱和度和含盐量等;然后阐述了海砂在混凝土中的应用,包括常规混凝土、轻质混凝土、高性能混凝土和海底混凝土等;最后对海砂开采及应用存在的问题进行了评述。
一、海砂的物理性质和化学性质海砂的物理性质包括颗粒大小分布、密度、吸水率、饱和度和含盐量等。
海砂的颗粒大小分布范围广,一般为0.1-5.0毫米,这取决于砂质岩石的来源和沉积环境。
海砂的密度一般为2.6-2.7克/立方厘米,略高于陆地砂,这可能是由于海砂矿物成分中氧化铁的含量较多。
海砂的吸水率和饱和度比陆地砂高,一般为1.0-5.0%和88-94%之间,这主要是由于海砂中含有一定量的盐分。
海砂的含盐量一般为1.5-2.0%,高盐海区的含盐量可达到10%以上。
二、海砂在混凝土中的应用海砂已经被广泛应用于混凝土制品中,包括常规混凝土、轻质混凝土、高性能混凝土和海底混凝土等。
本文将分别介绍其应用情况。
1、常规混凝土中的应用海砂可用于常规混凝土中,取代部分碎石或石粉,可以降低混凝土的原材料成本,延长混凝土的使用寿命。
但需要注意的是,由于海砂的颗粒表面较光滑,对混凝土的黏着力和流动性产生一定影响。
因此,在将海砂用于混凝土生产中时,需要对其进行优化处理,例如加入一些粘结料和矿物掺合料,以增加其表面粗糙度和黏着力。
2、轻质混凝土中的应用海砂常被用作轻质混凝土的骨料,这种混凝土的密度一般为1.1-1.9吨/立方米,具有良好的保温性能和隔声性能,在建筑、隧道和道路等领域被广泛应用。
轻质混凝土中,海砂的添加量一般控制在50-60%之间,同时,还需要在混合过程中加入适量的稳定剂和气泡剂,以使混凝土获得均匀的气孔结构。
3、高性能混凝土中的应用高性能混凝土是指在混凝土中加入一定的添加剂和掺合料,以改善混凝土的强度、耐久性和施工性能等,达到特殊用途的混凝土。
海砂可用于高性能混凝土的制备中,取代部分天然砂,以改善混凝土的流动性和密实性。
砂砾材料最大干密度的确定及压实度检测方法
毛学珍
【期刊名称】《广东土木与建筑》
【年(卷),期】2001(000)001
【摘要】@@ 1 问题的提出rn1.1 砂砾用于填筑路基具有透水性好,水稳定性好的特点,比土具有更大的优越性,特别适合用作构筑物台背填料.
【总页数】3页(P29-30,33)
【作者】毛学珍
【作者单位】广州市番禺区建筑安装集团公司,广州,511400
【正文语种】中文
【中图分类】TU5
【相关文献】
1.基层材料最佳含水量和最大干密度的确定方法探讨 [J], 刘洋
2.浅谈确定二灰稳定砂砾最大干密度的方法 [J], 李娴
3.半刚性基层材料最佳含水量与最大干密度快速确定法的应用 [J], 游国兰;林乡贤
4.风积砂最大干密度确定方法及压实度检测方法研究 [J], 聂青龙; 边艳妮; 蔡睿
5.基于含石率与最大干密度关系曲线测定路基压实度的应用技术研究 [J], 俞磊因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
本实验的目标,是用轻型击实办法,或某种击实仪在必定击实次数下,测定土的含水量与密度的关系,从而肯定该土的最优含水量与响应的最大干密度. 【1 】本实验实用于粒径小于5mm的土料.粗.细.混杂估中如粒径大于5mm的土重小于总土重3%时,可以不加校订.在3~30%规模内,则运用盘算法对实验成果进行校订.一.轻型击实法(1)仪器装备本实验需用下列仪器装备:①轻型击实仪:技巧机能为:锤质量2.5kg;锤底直径51mm;落高305mm;击实筒:直径102mm,高度116m,容积m3;单位体积击实功为591.6kJ/m3(分三层击实,每层25击).②天平:称量200g,感量;称量2000g,感量1g.③台称:称量10kg,感量5g.④筛:孔径5mm.⑤其他:喷水装备.碾土器.盛土器.推土器.修土刀及保湿装备等.(2)操纵步调①将代表性的风干或在低于60℃温度下烘烤干的土样放在橡皮板上,用木碾碾散或碾土机械碾散,过5mm筛拌匀备用,土量为15~20kg.②测定土样风干含水量,按土的塑限估量其最优含水量,选择5个含水量,依次相差约2%,个中有两个大于和两个小于最优含水量.所需加水量可按下式盘算:式中m——所需的加水量(g);m0——含水量ω0时土样的质量(g);ω0——土样已有的含水量(%);ω1——请求达到的含水量(%).③按预定含水量制备试样.称取土样,每个约2.5kg,分离平铺于一不吸水的平板上,用喷水装备往土样上平均喷洒预定的水量,稍静置一段时光装入塑料袋内或密封盛样器内浸润备用.浸润时光对高塑性粘土(CH)不得少于一日夜,低塑性粘土(CL)可酌情缩短,但不该少于12h.④将击实仪放在坚实底面上,取制备好的试样600~800g(其量应使击实后试样略大于筒高的1/3)倒入筒内,整平其概况.并用圆木板稍加压紧,然后按25击击数进行击实.击及时击锤应自由铅直落下,落高为305mm,锤迹必须平均分于土面,然后装配套环,把土面刨成毛面,反复上述步调进行第二层及第三层的击实,击实后超出击实筒的余土高度不得大于6mm.⑤用修土刀沿套环内壁削挖后扭动并取下套环,齐筒顶仔细削平试样,裁撤底板,如试样底面超出筒外亦应削平.擦净筒外壁,称质量,精确至1g.⑥用推土器推出击实筒内试样,从试样中间处取2个各约15~30g土测定其含水量.盘算至0.1%,其平行误差不得超出1%.⑦按④~⑥步调进行其它不合含水量试样的击实实验.盘算及制图(1)按下式盘算击实后各点的干密度:式中ρd——干密度(g/cm3);ρ0——湿密度(g/cm3);ω1——含水量(%).盘算至0.01g/cm3.(2)以干密度为纵座标,含水量为横座标,绘制干密度与含水量的关系曲线,曲线上峰值点的纵横座标分离暗示土的最大干密度和最优含水量,如附图4.1.假如曲线不克不及绘出精确峰值点,应进行补点.附图4.1ρd~ω关系曲线(3)当直径大于5mm的砾石含量为3~30%时,按下式盘算校订后的最大干密度及最优含水量.①最大干密度:式中ρ′dmax——校订后土的最大干密度(g/cm3);ρdmax——粒径小于5mm的土样实验所得的最大干密度(g/cm3);ρω——水的密度(g/cm3);G s2——粒径大于5mm砾石的饱和面干相对密度;P5——粒径大于5mm颗粒含量占总土质重的百分数(%).盘算至0.01g/cm3.②最优含水量:ω′opt=ωopt(1-P5)+P5ωab式中ω′opt——校订后的最优含水量(%);ωopt——用粒径小于5mm的土样实验所得的最优含水量(%);ωab——粒径大于5mm颗粒的吸着含水量(%).盘算至0.1%.③按下式盘算饱和含水量:式中ωsat——饱和含水量(%);G s——土粒相对密度.二.重型击实法:(1)重型击实仪的技巧机能:锤质量4.5kg,落距457mm,击实筒直径为152mm,筒高116mm,容积2104cm33(分五层击实,每层56击).(2)除分五层击实,每层为56击外,其他与轻型击实法雷同.。
Vol.35 No ・1Feb. 2021第35卷第1期2021年 2月粉煤灰综合利用FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION海堤淤泥与海砂填筑料固结特性研究**基金项目:国家自然科学基金资助项目(51009054);教育部 科学技术研究重点项目(109077 );江苏省科学基金资助项目 (BK2010513);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2014B04914)。
作者简介:周坤(1997-),男,硕士研究生,从事岩土工程方 面的研究。
通信作者:丰土根,男,博士,日本名古屋工业大学博士后,教 授,硕士生导师,主要从事土动力学与工程抗震、深海岩土工程地下 空间开发、软土地基处理等方面的研究。
收稿日期:2020-09-27Study on Consolidation Characteristics of Embankment Filling Materials周坤,丰土根(1.河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098;2.河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心,江苏南京210098)摘 要:本文通过研究淤泥、淤泥与海砂混合料的固结特性,得出最适用于海堤填筑的淤泥与海砂掺合比例。
试验中淤泥与海砂以1.5: 1、1:1、1: 1.5三种不同比例进行掺合,通过基本物理力学性质试验得到试样的基本物理力 学参数,再通过标准固结试验对试样的压缩变形和固结速率进行对比分析。
结果表明:(1)淤泥压缩变形最大,固结速率最小;(2)当淤泥与海砂混合料的掺合比达到1 :1.5时,固结压缩性能最佳;(3)淤泥与海砂混合料的压缩变形随着海砂掺量的添加逐步减小。
关键词: 淤泥与海砂混合料; 物理力学性质试验; 固结试验; 压缩系数; 固结系数中图分类号:TU441文献标志码:A 文章编号:1005-8249 (2021) 01-0047-05D0I :10.19860/ki.issn1005-8249.2021.01.009ZHOU Kun, FENG Tugen(1. Key Laboratory for Geotechnical Engineering of Ministry of Water Resource , Hohai University , Nanjing 210098, China ;2. Research Institute of Geotechnical Engineering , Hohai University , Nanjing 210098, China)Abstract : In this paper , by studying the consolidation characteristics of silt , silt and sea sand mixture , the most suitable mixing ratio of silt andsea sand for seawall filling was obtained. In the experiment , the silt and sea sand were mixed with three different proportions of 1. 5 : 1 , 1 : 1 ,and 1 : 1.5. The basic physical and mechanical parameters of the sample were obtained through the basic physical and mechanical properties tests.And then the compression deformation and consolidation rate of the sample were compared and analyzed by standard consolidation tests. The results show that : (1) The compression deformation of silt is the largest and the consolidation rate is the smallest ; ( 2) When the mixing ratio of the silt sea sand mixture reaches 1 : 1.5, the consolidation and compression performance is the best ; (3) The compression deformation of the silt sea sand mixture decreases gradually with the addition of the sea sand content.Keywords : silt and sea sand mixture ; physical and mechanical properties test ; consolidation test ; compressibility coefficient ; consolidationcoefficient0引言福建省地处沿海地带,地基土多为淤泥,海堤 填筑材料缺乏⑴。
最大干密度试验方法检验方法说实话最大干密度试验方法检验方法这事儿,我一开始也是瞎摸索。
我就知道这是个挺重要的试验,可到底咋弄呢,真是一头雾水。
我最先知道的是击实试验法,我觉得这个方法就像是把一堆松散的东西使劲压实,看看最后能达到多紧实。
我准备好土样,那土样可得选得有讲究,不能有太大的石块之类的杂质,不然就好像炒菜的时候锅子里有大石头,根本做不好。
我把土样放到那个击实筒里头,然后就用击实锤一下一下地砸。
刚开始的时候,我每次落锤的高度都不太一样,结果出来的数据那叫一个乱,后来我才明白,这个落锤高度得严格控制,就像走路步子大小得差不多一样,每次都得按照规定的高度落下来。
土样的含水量也是个很关键的因素。
我一开始没太在意,有时候土样太湿了,就像泥巴一样,根本无法得到准确的结果。
要是太干呢,又像沙子很难压实。
经过好多次试验,我才慢慢掌握到合适的含水量范围。
这个含水量就像胶水一样,不多不少的时候,能充分把土颗粒粘在一起,这样击实的时候才能达到比较理想的状态。
还有就是分层填土的时候,我第一次做的时候图快,没有分层填好,就像盖房子地基没打好一样,最后得到的干密度根本不准确。
后来我就小心翼翼地按照要求分层,每层的厚度要均匀,就像做蛋糕一样,一层一层来。
我也试过振动法,这个就像是让土样在振动的作用下变紧密。
但是这个方法对于操作仪器的要求比较高,仪器得调整得恰到好处才行。
我一开始总是调不准那个振动频率和振幅,试了好多次才找到感觉。
至于这个方法和击实法到底哪个更好呢,我觉得不太好说,好像不同的土样适用的情况不太一样,这一点我现在也还不是特别确定。
总的来说,做最大干密度试验的检验方法这些尝试啊,就是要细心,每一个环节都得注意到,不然一个小差错就可能导致结果偏差很大。
文章编号:1004—5716(2005)05—0017—02中图分类号:U416103 文献标识码:B 关于最大干密度快速测定试验的探讨郭志明(武警交通第八支队,新疆乌鲁木齐830023)摘 要:国道219线路基施工中,围绕如何能快速简便地测出路基填料的最大干密度及现场压实度,现场检测中超常现象如何进行调整,进行了一系列试验和研究,提出了路基粗粒土施工中最大干密度快速试验法及压实度检测超常现象现场调整方法。
关键词:最大干密度;压实度;快检方法1 问题的提出国道219线路基填土根据规范要求每2000m3做两个平行击实试验,因标准击实试验周期较长,频率又高,室内标准数据的提交往往满足不了施工的要求,直接制约着工程进度;再因路基填料颗粒粒径大小和含量经常变化,填料密度常出现超常现象,使得压实度检测结果不能反映实际情况;我们紧紧围绕如何才能快速简便地测出路基填料的最大干密度,在压实度检测中超常现象能快速现场调整,进行了一系列的试验和研究。
2 试验研究情况国道219线路基填土均属粗粒土,故我们将其分为砂类土和砾类土分别取样试验研究。
(1)砂类土9份,人为控制5~38mm颗粒含量为0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%,分别做标准击实试验,得一组大于5mm颗粒百分含量与最大大密度对应值,多次重复以上试验,发现每种大于5mm颗粒的百分含量其最大干密度基本稳定,试验数据见表1。
表1 砂类土的最大干密度与大于5mm的颗粒含量百分数关系表序号5~38mm的颗粒含量(%)砂类土的最大干密度(g/cm3)单值测定值序号5~38mm的颗粒含量(%)砂类土的最大干密度(g/cm3)单值测定值101.981.971.981.986252.072.072.072.07252.002.001.9921.997302.102.092.102.0963102.012.0062.012.0098352.122.122.122.124152.032.022.022.0239402.142.142.142.145202.042.042.052.043 (2)取砾类土9份,人为控制5~38mm颗粒含量为20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%;分别做标准击实试验,得一组大于5mm颗粒百分含量与最大干密度对应值,多次重复以上试验,发现每种大于5mm颗粒的百分含量其最大干密度基本稳定,试验数据见表2。
第17卷第8期2017年3月1671 —1815(2017)008-0248-05科学技术与工程Science Technology and EngineeringVol.17 No.8 Mar.2017©2017 Sci.Tech.Engrg.海泥海砂混合料最大干密度确定方法研究江志微M丰土根1>2宋海洋3张晓阳4(河海大学岩土工程研究所1,岩土工程水利部重点实验室2,南京210098;浙江省水利河口研究院3,杭州310000;上海勘测设计研究院有限公司4 ,上海2〇0000)摘要海泥海砂混合料能否作为海堤填料,很大程度上取决于混合料的最大干密度。
因此,如何准确确定最大干密度就显得至关重要。
通过轻型击实试验、相对密实度试验、振动台试验等室内试验对海砂海泥混合料最大干密度确定方法进行比较分析研究,得出以下结论:当海泥含量比较多时,击实法得到的干密度大于振动台法,这主要是由于击实试验采用的为干法;在粉碎过筛的过程中,土体结构遭到破坏,土体中的含水率明显变小;而振动台法则直接采用原样土进行试验,更符合现场施 工情况。
从不同比例掺合料的含水率来看,当海砂海泥比例小于1. 5:1时,此时的掺合料处于饱和状态,采用振动台法更加适合;当海砂海泥比例大于1.5:1时,混合料含水率小于饱和含水率,相对密实度法得到的结果较振动台法更加准确,此时应采 用相对密实度法确定最大干密度。
关键词最大干密度室内试验 海砂 海泥中图法分类号TU472.6; 文献标志码B福建省位于中国东南沿海地区,背山面海,山地 多平地少,有长达3 324 k m的海岸线,每年7月到 10月份台风季节和八月大潮期间,易受到风浪、海 啸、地震等自然灾害影响[1],修建海堤等基础设施 将增强沿海地区的抗台风,抗海潮,海啸的能力,对 保障沿海地区社会经济发展具有重大意义。
目前,沿海海堤多采用山土、砂性土填筑,随着经济快速发 展,沿海地区山土、砂性土不足的现状日益突出,若 从内陆运输则会导致工程造价高、工期长,另一方面 也会导致造价高;随着我国对环境保护日益重视,许 多地区现已禁止土料开采。
根据相关调查显示中国 沿海地区海砂储量较为丰富,但海砂无黏聚力[2]在 沿海长期风浪荷载作用下易失稳,补救较困难;沿海 地区海泥存储量较为丰富,但海泥[3]具有高孔隙 比、高含水量、低强度、高压缩性且渗透性差等特点,工程上不宜直接作为海堤填料.如何将海泥海砂按 照适当配比进行混合,达到满足工程要求的海泥海 砂混合料用于海堤填筑,可节省经济,缩短工期,具 有重要意义。
工程上对海堤填筑质量控制最重要的指标就是2016年9月14日收到国家自然科学基金项目(51009054)资助.第一作者简介:江志微(1990—),男,江西上饶人,硕士研究生。
研 究方向:基础工程,土力学性质。
E-m a il:919588746@ qq. c o m。
引用格式:江志微,丰土根,宋海洋.海泥海砂混合料最大干密度确 定方法研究[J]•科学技术与工程,2017, 17(8): 248 —252Jiang Z h iw e, Feng T u g e n, Song H a iy a n g, et a l. T he m eth od o f m a xim u md ry de n sity d e te rm in in g of the m ix o f sea m ud and sea s a n d[ J]. Science T e ch n o log y and E n g in e e rin g, 2017, 17(8):248 —252压实特性,而最大干密度能直观的反映压实特性,研 究如何合理准确的确定混合料最大干密度,也就为 探索海砂海泥混合料作为海堤填筑的可能性提供了 依据。
国内外不少学者针对单独的砂土、黏性土的 压实特性方面做了大量研究。
在黏土方面,李永 和[4]分析了黏性土的最大干密度与其他指标的关 系,研究了何种黏性土可得到较大的干密度或压实 度,为根据工程特点选择不同的黏性土提供参考。
在砂土方面,赵青松[5]分别对风积沙的样品进行干 振法密实试验、加配重干振法密实试验及加配重饱 水振动法密实试验,通过对试验数据的分析,归纳了 各种试验方法的优缺点及适用性,得出了加配重饱 水振动法密实试验适合用于确定风积沙最大干密度 的结论。
以上论文的研究均建立在某种单一材料的 基础上,x t混合料研究的比较少。
因而本文主要通过以不同的方法对混合料进行 试验研究,找出混合料最大干密度的最佳确定方法。
1实验材料与试验方法l.i试验材料按相应比例分别量取不同质量的原始含水率海 砂、海泥。
混合之前将海砂过2 mm孔径的分析筛,去除其中树根及贝壳等杂物;相应海泥中杂物也同 时剔除,满足相应试验规范。
将海砂海泥按照(2.5:1、2:1、1.5:1、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5)的质量比掺合在一起再装入塑料袋中,置于养护室内闷料 24 h,同时所有过程应尽快完成,防止水分蒸发。
两 种材料掺合后的状态如图1所示。
8期江志微,等:海泥海砂混合料最大干密度确定方法研究249图1 土样Fig. 1The soil samples从图1明显看出,不同比例海砂海泥掺合前后状态变化明显。
原状海泥的含水率高,成团状,不易 成型;相比之下,海砂颗粒明显,成散状堆在托盘中。
在掺合的过程中,混合料逐渐由团状变成散体状,易 于成型。
在比例1.5:1后分散状态逐渐加剧,掺合 比2.5: 1时混合料的土团粒已清晰可见。
通过土工试验得到海砂、海泥的基本物理性质,海砂海泥的基本物理性质见表1。
表1 土的基本性质Table 1 The basic nature of the soil比重&含水率w/%最大孔隙比最小孔隙比相对密实度海砂 2. 66______6_________076_______052_______0. 35比重&含水率液限2^/%塑限塑性指数/P 海泥 2.74 65 41.4 24.4 17.01.2试验方案考虑海砂海泥作为海堤填筑材料,《海堤工程设计规范》中明确规定,对一级海堤,填筑材料为黏性土的,压实度在0.94以上,砂性土则要求相对密实度为0.64以上。
在最大干密度确定过程中,海砂 为砂性土,视为透水性良好的无黏性土,相对密实度 是无黏性粗粒土密实度的指标,因而海砂最大干密 度的确定适合用相对密实度试验测定。
土在击实过程中,通过土粒产生相互位移,将空 隙中的气体和水分挤出,达到压实效果.对于海泥这 种黏性土,不是短时间的加载所能办到的。
击实试 验是在相同的单位体积击实功下,测定击实后土的干密度和含水率,以含水率为横坐标,土的干密度为 纵坐标,绘出击实曲线,曲线的最高点即对应的最优 含水率和最大干密度。
击实试验比较适用于黏性土 料最大干密度测定,因而海泥最大干密度可采用轻型击实试验测定。
当海砂海泥掺和时,混合料的的形态随着海砂的增加逐渐由团状变为散粒状,性质较以前单一的任何一种土样均有较大变化,因而,单一的只考虑一 种试验来确定混合料的最大干密度,很明显是不全面的。
因此,考虑两种方法相互结合,以海砂海泥比 例为1: 1时作为区分比例,当海砂含量较多时采用相对密实度试验,相对应的,当海泥含量较多时选用 轻型击实试验,并选用振动台法进行验证。
2试验结果分析根据分别进行的轻型击实试验与相对密实度试 验结果,分析两种试验方法在不同配合比下的干密度变化规律,在击实试验以及相对密实度试验两种方法相结合的同时,与振动台法试验结果进行验证,得出最适合的方法以确定最大干密度。
当海泥含量较多时进行轻型击实试验,得出的 最大干密度随掺合比的变化曲线如图2所示。
图2最大干密度变化曲线Fig. 2 The variety curve of Maximum dry density2.1海砂含量对混合料最大干密度的影响图2是以海砂海泥质量比为1 : 2.5、1 : 2、1: 1.5、1: 1的混合料分别为研究对象,探究含砂量的 不同对混合料最大干密度的影响:海砂海泥混合料质量比为1:2.5时,最大干密度为1.76 g*cnT3;增 加海砂的含量,质量比为1:2时,最大干密度增加为250科学技术与工程17卷1. 79 g* cm—3;质量比为1:1. 5时,最大干密度为1. 82 g* cm—3;质量比为1: 1时,最大干密度为1. 87 g•cm _3。
由此可知,海砂含量的变化对混合料最大 干密度有很大影响,主要是因为海砂颗粒大,颗粒间 缝隙大,而海泥为黏性土颗粒相对较小,当海砂含量 增加时,混合料的不均匀系数开始增加[6],海砂中 的孔隙容易被海泥所填充,故而有较好的压实性能,同时混合料颗粒间存在电分子引力及毛细压力,这 两种力使得土壤颗粒相互吸附而黏聚,形成黏聚体,变得更加密实。
当然,这种增加并不会一直持续,随 着含砂量的继续增加,混合料的不均匀系数会慢慢 减小,最终达到水饱和状态,毛细压力消失,聚集体 稳定性降低,使得干密度降低[7]。
根据以上分析可知,混合料的最大干密度随海 砂含量的增加而增加,但是这种增加并不是无限制 的,当海砂含量达到一定值时混合料达到水保和状 态,此时干密度将会降低。
2.2含水率对最大干密度的影响海泥海砂混合料在相同的配合比情况下,干密度 随含水率的变化而发生变化,控制配合比不变,研究 干密度随含水率的变化规律。
从图2中可以看出,在 各种不同的配合比条件下,混合料最大干密度岁含水 率变化规律大致相同,这里选择质量比海砂:海泥= 1:1.5进行分析:随着含水率逐渐升高,干密度逐渐增 大,待含水率达到15%以后随着含水率增大,干密度 逐渐减小。
这是因为当含水率较低时,颗粒表面的水 膜比较薄,颗粒间的摩阻力较大,不易被压实;当含水 率逐渐增大时,颗粒表面水膜逐渐变厚,水膜的润滑 作用也随之增大,使得颗粒表面的摩阻力相应地减 小,在外力作用下,就容易被压实;同时由于水的加入 也起到了一定的填充作用,使得海砂海泥混合料之间 的缝隙得到了相应的充实,从而增加了密实度[M()];当达到15%时,随着含水率的继续增加,干密度开始 减小,此时主要是因为水不可压缩,又不能快速排出,当含水率超过一定限值后,击实功就被自由水吸收得 越多[11],同时孔隙体积也随之变大,土粒相对地减 少,故干密度就相应地降低。
由以上分析可知,干密度随含水率增加而先增 加,在含水率为15%左右达到峰值,之后又随着含 水率增加而降低,此时峰值处的干密度为此质量比 下的最大干密度,对应的含水率为此配合比下最优 含水率。
从上面对混合料两种不同的影响因素单独分析 可知,进行轻型击实试验,最大干密度随着含水率和 含砂量的变化而发生变化,但是随着含砂量的增加,击实试验得出的最大干密度并没有发生急剧变化,这是由于两种试验混合料中分别为海泥和海砂数量 占优势的缘故,这也说明以1: 1为分界线采用不同 的试验来确定最大干密度是有必要的。