路基试验检测PPT.ppt

路基试验检测客运专线铁路基床以下路堤压实标准n基床以下路堤采用（K30、n或K）双指标控制项目压实标准改良细粒土砂类土及细砾土碎石类及粗砾土地基系数K30（MPa/m）90 110 130孔隙率n（%）-3131压实系数K0.90-客运专线铁路基床底层压实标准n基床底层采用地基系数K30、动态变形模量Evd和孔隙率n（或压实系数K）三项指标控制项目压实系数改良细粒土砂类土及细砾土碎石类土及粗砾土地基系数K30（MPa/m）110 130 150动态模量Evd(MPa)40 40 40孔隙率n（%）-2828压实系数K0.95-客运专线铁路基床表层级配碎石压实标准n基床表层级配碎石（或级配砂砾石）的压实标准应采用地基系数K30、动态模量Evd和孔隙率n三项指标控制填料压实标准地基系数K30（MPa/m）动态变形模量Evd（MPa）孔隙率n（%）级配碎石或级配砂砾石190 5518土的物理指标n所谓土的物理性质就是表示土中三相比例关系的一些物理量。n土的物理性质指标不仅可以描述土的物理性质和它所处的状态，而且在一定程度上反映了土的力学性质。土的物理性质指标的分类n一类是必须通过试验测定的，如含水率、密度和土粒比重，称为直接指标；n一类是根据直接指标换算的，如孔隙比、孔隙率、饱和度等，称为间接指标土的三相图n为便于说明这些物理性质指标的定义和它们的换算关系，常用三相图表示土体内三相的相对含量。土的含水率(一)n含水率：土中水的质量与土粒质量之比，以百分数表示 n表达式：%100swmmw土的含水率（二）n测定方法：烘干法。先称出天然湿土的质量，然后放在烘箱里，在100105下烘干，称干土的质量。土中孔隙率nn定义：土中的孔隙的体积与土的总体积之比，以百分数表示n表达式：n由上式可推出Pd-土的干密度G-土的颗粒密度 )1%(100公式VVnv)2%(100)1(公式GPdn孔隙率测试方法n孔隙率的测试一般根据公式2进行，通过测定填料的干密度Pd（灌砂法）和颗粒密度G求得。n干密度一般用灌砂法和灌水法得到，颗粒密度G一般室内试验得到。n由于土的颗粒密度分为视密度Gs和毛体积密度Gm两种测试方法，因此，孔隙率的测试也有两种结果n1和n2计算公式为：%100)1(1GsPdn%100)1(2GmPdn两种方法的比较（一）n1、利用颗粒密度Gs测算的孔隙率n1是土体中包含颗粒内部裂隙在内的所有孔隙体积与整个土体体积之比。颗粒视密度Gs测试试验中，土样要先烘干，称重后放入水中测试土颗粒排开水的体积，干重量与体积之比即为颗粒视密度。在水中，土颗粒内部开口裂隙将被水填充，土颗粒排开水的体积（土颗粒体积）不包括颗粒开口裂隙。孔隙率n1计算中包括了颗粒开口裂隙体积。两种方法的比较（二）n2、利用颗粒密度Gm测算的孔隙率n2是土体中颗粒之间的孔隙体积与整个土体体积之比。颗粒毛密度Gm测试试验中，土样要先制成饱和面干状态，称重后放入水中测试土颗粒排开水的体积，式样干重量与该体积之比即为颗粒毛体积密度。孔隙率n2计算中不包括了颗粒开口裂隙体积。路基压实检测宜选用颗粒间孔隙率n2n 在土样被压实的过程中，颗粒内部的孔隙不会被压缩（除非颗粒密度强度很低，碾压过程中被破碎，这种情况不在我们考虑范围之内），一般只有颗粒之间的孔隙被压缩，使颗粒与颗粒之间更加紧密。从土的抗剪强度产生的机理可知，土的强度取决于颗粒之间的摩擦力与凝聚力。为了提高土体强度，减小压缩性，使土体处于更加稳定状态的目的，要求控制颗粒与颗粒之间的可压缩空隙，而非颗粒内部的孔隙。所以，作为土体压实质量的控制指标选用颗粒间孔隙率n2更为合适。压实系数Kn环刀法环刀法n灌水法灌水法n气囊法气囊法n核子湿度密度仪核子湿度密度仪n灌砂法灌砂法铁路工程土工试验规程铁路工程土工试验规程（TB10102TB1010220042004）孔隙率nn灌水法灌水法n灌砂法灌砂法n气囊法气囊法铁路工程土工试验规程铁路工程土工试验规程（TB10102TB1010220042004）一、环刀法n 环刀法是测量现场密度的传统方法。用环刀法测得的密度是环刀内土样所在深度范围内的平均密度。它不能代表整个碾压层的平均密度。环刀法是用已知质量及容积的环刀，切取土样，使土样的体积与环刀容积一致，这样环刀的容积即为土的体积；土样称量后，减去环刀的质量就得到土的质量。然后便可计算出土的密度。环刀法适用于较均一呈塑态的粘性土。试验方法及步骤n1、测定环刀的质量及体积 用测径卡尺测量环刀的内径及高度,计算得环刀的体积；然后，将环刀置于天平上称得环刀质量m1,准确至0.01。n2、切取土样 在环刀内壁上涂以薄层凡士林，将环刀刃口向下放在土样表面上，用切土刀把土样削成略大于环刀的土柱，然后垂直向下轻压环刀，边压边削，至土样高出环刀为止。用钢丝锯或切土刀将环刀与土柱分离，削去两端余土并修平。擦净环刀外壁，称环刀与土总质量m2，准确至0.1g。取环刀两端削下的土样测含水率。试样制备应迅速。环刀法计算及注意事项n=m0/V=(m2-m1)/Vnd=/(1+0.01 w)式中:试验的湿密度（g/cm3）,计算至0.01 g/cm3；d试验的干密度（g/cm3）；m0湿试样质量（g）；V 环刀容积（cm3）；w 试样含水率（%）；m1 环刀质量（g）：m2 环刀与土总质量（g）.n注意事项：1、用环刀切取土样时，必须严格按试验步骤操作，不能急于求成，用力过猛或图省事不削成土柱，这样容易使土样开裂扰动。2、修平环刀两端余土时，不得在试样表面往返压抹。对于较软的土，宜先用钢丝锯将土样锯成几段，然后用环刀切取。二、灌水法n 灌水法属于对压实土面的破坏性量测方 法，是利用水去置换试洞的体积。灌水法适用于现场测定最大粒径小于60mm的土的密度灌水法试验步骤n1、在选定的试坑位置处铲平略大于试坑直径的地面，并根据土的最大粒径，按铁路工程土工试验规程TB10102表5.5.2规定确定试坑尺寸。n2、按确定的试坑直径划出坑口轮廓线，在轮廓线内下挖至要求高度。边挖边将坑内的试样装入盛土容器内，称土的质量，准确至10g，并取代表性土样测定含水率。n3、试坑挖好后，将略大于试坑容积的塑料薄膜袋沿坑底、坑壁紧密相贴，到地面后翻开袋口，袋口周围用重物压牢固定。n4、记录储水筒内初始水位高度，打开储水筒的注水管，让水缓缓流入坑内塑料薄膜袋内，当袋内水面上升到接近坑口地面时将水流调小，待水面与坑口地面齐平时立即关闭注水管，持续35min，记录储水筒内水位的高度。如袋内出现水面下降时，应另取塑料薄膜袋重做试验。灌水法计算n=mp/VpnVp=(H1-H2).Aw式中:Vp试坑体积（cm3）；H1储水筒内初始水位高度（cm）；H2储水筒内注水终止时水位高度（cm）；Aw储水筒断面积（cm2）；三、气囊法n气囊法属于对压实土面的破坏性量测方法，是利用气囊式容积测定仪去计算试洞的体积。n气囊法适用于现场测定最大粒径小于20mm的土的密度气囊法试验步骤（一）n1、清扫场地，护坑环置于试坑位置。n2、仪器置于护坑环上，并用压块固定。n3、打开排气阀，将测尺游标推至缸筒顶端。n4、关上排气阀，慢慢向下推动活塞，直到水位管中溶液水柱升至水位标线。读取数显测尺初始数显数值（L1）并做记录。n5、提起活塞，使水柱退回零位，松开固定压块，移走仪器。气囊法试验步骤（二）n6、试坑开挖和试样称量按铁路工程土工试验规程TB10102第5章第5.2.2条第12款的规定进行。n7、仪器重新置于护坑环上并固定，将测尺游标重新推至缸筒顶面，慢慢地向下推动活塞，直到溶液水柱升至水位标线，读取数显测尺终止数显数值（L2）并做记录n8、当坑壁与大气温差较大时，气囊在坑内停留时间不宜超过3 min.气囊法试验计算n=mp/VpnVp=(L2-L1).Ag式中:L1数显测尺初始读数（mm）；L2数显测尺终止读数（mm）；Ag容积仪常数（cm3/mm）；四、核子密度湿度仪法n所谓的核子密度湿度仪法，即利用元素的放射性来测定各种材料的密度和湿度。n核子仪法适用于现场测定填料位细粒土、砂类土的压实密度。n核子仪法的优点：1、被测土体体积大，结果具有代表性；2、测量不受材料化学、矿物的或者结构的因素影响；3、由操作人员引起的误差几乎没有，因为操作非常简单，仪器自动计算结果，连同计量单位仪器显示在屏幕上；n核子仪法的缺点：它发出的放射性物质对人体有害。五、灌砂法n灌砂法属于对压实土面的破坏性量测方法，是利用均匀颗粒的砂（标准砂）去置换洞内的体积。该方法适用于现场测定最大粒径小于20mm的土的密度，也是当前最通用的方法，很多工程都把灌砂法列为现场测定密度的主要方法工地常用的灌砂筒灌砂法需要的工具标准砂的制备n1、凡经过清洗洁净，烘干冷却后能自由流动且不胶结的砂均可使用；n2、砂的粒径在0.250.5mm为宜；n3、标准砂应根据需要经常进行标定。仪器的标定（一）n1、在储砂筒内装满砂。筒内砂的高度与筒顶的距离不超过15mm。称筒内砂的质量m1，准确至1g。每次标定及而后的试验都维持这个质量不变;n2、将开关打开，让砂流出，并使流出砂的体积与工地所挖试洞的体积相当(或等于标定罐的容积)。然后关上开关，并称量筒内砂的质量m5，准确至1g。仪器的标定（二）n3、将灌砂筒放在玻璃板上。打开开关，让砂流出，直到筒内砂不再下流时，关上开关，并细心地取走罐砂筒。n4、收集并称量留在玻璃板上的砂或称量筒内的砂，准确至1g。玻璃板上的砂就是填满灌砂筒下部圆锥体的砂。重复上述测量，至少三次。最后取其平均值m2，准确至1g。确定量砂的密度（一）n1、用水确定标定罐的容积V(cm3)将空罐放在台秤上，使罐的上口处于水平位置，读记罐质量m7，准确至1g。向标定罐中灌水，注意不要将水弄到台秤上或罐的外壁。将一直尺放在罐顶，当罐中水面快要接近直尺时，用滴管往罐中加水，直到水面接触直尺。移去直尺，读记罐和水的总质量m8。重复测量时，仅需用吸管从罐中取出少量水，并用并用滴管重新将水加满到接触直尺。标定罐的体积按下式计算：V标定罐=(m8-m7)/水n 2、在储砂筒中装入质量为m1的砂，并将罐砂筒放在标定罐上，打开开关，让砂流出，直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。取下罐砂筒，称筒内剩余的砂质量，准确至1g。重复上述测量，至少三次，最后取其平均值m3，准确至1g。确定量砂的密度（二）n3、按下式计算填满标定罐所需砂的质量 ma(g)：mam1-m2-m3 m1灌砂入标定罐前，筒内砂的质量，g；m2灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量，g；m3灌砂入标定罐后，筒内剩余砂的质量，g。n4、按下式计算量砂的密度s(gcm3)：sma/V 式中：V标定罐的体积，cm3。标准砂密度标定的图片步骤（一）标准砂密度标定的图片步骤（二）灌砂法试验步骤（一）1、在试验地点，选一块约40cmX40cm的平坦表面，并将其清扫干净。将基板放在此平坦表面上。如此表面的粗糙度较大，则将盛有量砂m5(g)的灌砂筒放在基板中间的圆孔上。打开灌砂筒开关，让砂流人基板的中孔内，直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关。取下罐砂筒，并称筒内砂的质量m6，准确至1g。m5-m6灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙表面间砂的总质量2、取走基板，将留在试验地点的量砂收回，重新将表面清扫干净。将基板放在清扫干净的表面上，沿基板中孔凿洞，洞的直径lOOmm。在凿洞过程中，应注意不使凿出的试样丢失，并随时将凿松的材料取出，放在已知质量的塑料袋内，密封。试洞的深度应等于碾压层厚度。凿洞毕，称此塑料袋中全部试样质量，准确至1g。减去已知塑料袋质量后，即为试样的总质量mt。灌砂法试验步骤（二）3、从挖出的全部试样中取有代表性的样品，放入铝盒中，测定其含水率w。样品数量：对于细粒土，不少于lOOg；对于粗粒土，不少于500g。w=(m-ms)ms 100%其中：w含水率；m取样湿土质量；ms取样烧干土质量4、将基板安放在试洞上，将灌砂筒安放在基板中间(储砂筒内放满砂至恒量m1)，使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞。打开灌砂筒开关，让砂流人