一种对粘土掺和花岗岩全、强风化砂来降低含水率的方法技术

本发明专利技术涉及一种对粘土掺和花岗岩全、强风化砂来降低含水率的方法，属于水工结构工程应用研究领域。本发明专利技术首先将粘土料、花岗岩全(强)风化砂按照所需比例进行掺和，然后拌和后进行碾压，得到含水率低的粘土混合物，并对粘土混合物进行常规土工试验，分析高含水率粘土通过掺和花岗岩全、强风化砂降低含水率的可行性，并以此作为粘土心墙优化设计的控制指标，从而确定粘土心墙风化料坝工程中既满足工程要求又能加快施工进度的施工方案。本发明专利技术在保证各项指标满足设计要求的前提下，有效降低含水率，加快施工进度。同时增大了粘土压实度、干密度，能有效降低大坝运行期的沉降量，对大坝的稳定较有利。

A method for reducing water content of clay mixed with granite whole and strong weathered sand

The invention relates to a method for reducing water content by mixing clay with granite full and strong weathered sand, which belongs to the research field of hydraulic structure engineering application. The invention first mixes clay material and granite full (strong) weathered sand according to the required proportion, then mixes them and rolls them to obtain clay mixture with low water content, and carries out conventional geotechnical tests on clay mixture to analyze the feasibility of reducing water content of high water content clay by mixing granite full (strong) weathered sand. As a control index of optimum design of clay core wall, the construction scheme of weathered material dam with clay core wall can meet the engineering requirements and speed up the construction progress. The invention effectively reduces the water content and speeds up the construction progress on the premise of ensuring that each index meets the design requirements. At the same time, the compactness and dry density of clay are increased, which can effectively reduce the settlement of the dam during its operation and is beneficial to the stability of the dam.

【技术实现步骤摘要】
一种对粘土掺和花岗岩全、强风化砂来降低含水率的方法
本专利技术涉及一种对粘土掺和花岗岩全、强风化砂来降低含水率的方法，属于水工结构工程应用研究领域。
技术介绍
红河州位于云南省东南部，据十年间统计，在海拔2000m以上的山区，年平均气温16.3℃，极端气温-9.0℃、31.5℃；年平均降雨量2026.5mm，一般年最大降雨量为2508.1mm，其中金平县分水岭老林地区年降雨量最大达3471.1mm，个别年份最高达4338mm，居全省之冠；一日最大降雨量可达212.4mm，具有降雨强度大，持续时间长的特点。在海拔2000m以下的山间盆地、河谷地带，年平均气温分别为17.2℃、23.4℃，极端气温-2.0、40.7℃，年平均降雨量817.2mm、1688.7mm，年最大降雨量2257.2mm，一日最大降雨量144.7mm，与山区对比相对较小，但仍具有单点暴雨集中，强度大的特点。根据水利工程建设项目的特点，土石坝是目前世界坝工建设工程中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。与其他坝型相比较，无论从经济方面还是从施工方面，土石坝具有绝对的优势，土石坝的施工所用材料一般采用就地开采，同时在施工中充分利用各种开挖料，包括当地土料、石料或混合料，土石坝的施工即是将这些材料经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。在土石坝中采用粘土心墙是为使坝体的防渗性能满足要求，但是在高寒山区，当粘土料的含水率超过最优含水率，通过风吹日晒降低含水率的效果不明显，而含水率高会造成压实度达不到设计指标，从而导致运行期大坝沉降增大，导致心墙拉裂等诸多危害大坝安全的事故，因此，如何降低粘土含水率，在满足心墙防渗的要求下增加粘土压实度是很多在建、待建土石坝面临的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种对粘土掺和花岗岩全、强风化砂来降低含水率的方法，能有效降低粘土含水率，增大粘土压实度、干密度，能有效降低大坝运行期的沉降量，对大坝的稳定较有利。本专利技术采用的技术方案是：一种对粘土掺和花岗岩全、强风化砂来降低含水率的方法，包括如下步骤：Step1、针对天然含水率介于45.59％-52.4％之间的粘土，天然含水率为9.6％的花岗岩全、强风化砂，将粘土与花岗岩全、强风化砂按照体积比5:1的配比进行配料；Step2、根据Step1的配料，先在平整的土地上铺粘土料，后在粘土料上铺花岗岩全、强风化砂，然后用旋耕机对铺好的土料进行多次旋耕拌和，得到均匀的掺和料；Step3、把掺和料转运至碾压场地，在平整碾压场地上进行铺平，然后进行6遍以上的碾压，得到含水率低的粘土混合料；Step4、按碾压遍数的不同，分别对不同碾压遍数后得到的粘土混合料进行常规土工试验，检测其含水率、密度、压实度、渗透系数。优选地，所述的步骤Step2中，先在平整的土地上铺厚度为25cm粘土料，然后在粘土料上铺厚度为5cm的花岗岩全、强风化砂。优选地，所述的步骤Step3中，在平整碾压场地上铺平厚度为35cm的掺和料，采用自行式震动凸块碾压路机进行碾压，碾压方式采用进退错距法。优选地，所述的铺料厚度通过水准仪进行控制及检测。优选地，所述的Step2中，第三次旋耕拌和后，开始记录每次旋耕拌和后掺和料的含水率，通过检测拌和后掺和料的含水率，可以确定是否拌和均匀，拌和均匀后再碾压可以得到质量更好的含水率低的粘土混合料。优选地，所述的Step4中，对粘土混合料的密度检测采用环刀法，在碾压后的掺和料顶面挖离一小层，再用环刀取样。优选地，所述的Step4中，对粘土混合料的含水率检测采用电热恒温干燥箱烘干法。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术能有效降低粘土含水率，增大粘土压实度、干密度，能有效降低大坝运行期的沉降量，对大坝的稳定较有利；(2)能确定粘土心墙风化料坝工程施工中，既满足工程要求又能加快施工进度的施工方案。(3)理论明确、便于理解、计算简单，采用掺和花岗岩全、强风化砂的方法降低了粘土的含水率，无论在土石坝工程的设计及施工方面，还是在工程经济方面都有极为重要的意义。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术做进一步的说明。实施例1：一种对粘土掺和花岗岩全、强风化砂来降低含水率的方法，包括如下步骤：Step1、针对天然含水率介于45.59％-52.4％之间的粘土，天然含水率为9.6％的花岗岩全、强风化砂，将粘土与花岗岩全、强风化砂按照体积比5:1的配比进行配料；Step2、根据Step1的配料，先在平整的土地上铺粘土料，后在粘土料上铺花岗岩全、强风化砂，然后用旋耕机对铺好的土料进行多次旋耕拌和，得到均匀的掺和料；Step3、把掺和料转运至碾压场地，在平整碾压场地上进行铺平，然后进行6遍以上的碾压，得到含水率低的粘土混合料；Step4、按碾压遍数的不同，分别对不同碾压遍数后得到的粘土混合料进行常规土工试验，检测其含水率、密度、压实度、渗透系数。实际工作中，通过这些检测数据的结果，可以根据具体的要求选择碾压遍数，进而选择不同含水率的的粘土混合料来建粘土心墙。在制作粘土心墙时，在下一层粘土混合料铺料之前需在碾压过后的上一层粘土混合料上洒结合水。进一步地，所述的步骤Step2中，先在平整的土地上铺厚度为25cm粘土料，然后在粘土料上铺厚度为5cm的花岗岩全、强风化砂。进一步地，所述的步骤Step3中，在平整碾压场地上铺平厚度为35cm的掺和料，采用自行式震动凸块碾压路机进行碾压，碾压方式采用进退错距法。进一步地，所述的铺料厚度通过水准仪进行控制及检测。进一步地，所述的Step2中，第三次旋耕拌和后，开始记录每次旋耕拌和后掺和料的含水率。进一步地，所述的Step4中，对粘土混合料的密度检测采用环刀法，在碾压后的掺和料顶面挖离一小层，再用环刀取样。进一步地，所述的Step4中，对粘土混合料的含水率检测采用电热恒温干燥箱烘干法。下面结合具体的案例对本专利技术进行详细说明。例1：某粘土心墙风化料坝坝顶高程1871m，粘土料场高程在2240～2270m之间，粘土的天然含水率介于45.59％-52.4％之间，花岗岩全、强风化砂的天然含水率为9.6％，一、获得得到含水率低的粘土混合料的整体施工工艺流程：1、工艺流程料场剥离至指定料质→用挖机立面开采拌匀装车→自卸汽车运输至拌和场→推土机平粘土料→铺土层厚检查合格→装载机上风化砂→人工平风化砂→铺砂层厚检查合格→用旋耕机对铺平的粘土和砂旋耕拌和→自卸汽车运输至碾压场地→推土机铺平→铺土层厚检查合格→振动凸块碾按遍数碾压→设计指标检测合格→洒结合水→进行下一场碾压。2、工序说明料场剥离：将树根、乱石及妨碍施工的一切障碍物清除；将覆盖层、山坡堆积物和风化层等清除；将表层耕植层清除干净。立面开采：开采时，采用立面开采，充分将上部覆盖层清除，开采采用挖掘机，并进行装车。运输及卸料：运输采用20t自卸汽车进行。卸料采用进占法。散料及找平：散料采用推土机，随卸随散。料散开后采用人工配合推土机进行平整，误差不超过层厚的10％。掺和比例及铺土厚度：粘土天然含水率45.59％-52.4％，花岗岩全、强风化砂天然含水率9.6％，选择粘土比砂为5:1配比(体积比)，粘土铺厚25cm，花岗岩全、强风化砂铺厚5cm。旋耕遍数：旋耕至粘土和花岗岩全、强风化砂基本拌和均匀，测定拌和料含水率。铺料厚度检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对粘土掺和花岗岩全、强风化砂来降低含水率的方法，其特征在于：包括如下步骤：Step1、针对天然含水率介于45.59％‑52.4％之间的粘土，天然含水率为9.6％的花岗岩全、强风化砂，将粘土与花岗岩全、强风化砂按照体积比5:1的配比进行配料；Step2、根据Step1的配料，先在平整的土地上铺粘土料，后在粘土料上铺花岗岩全、强风化砂，然后用旋耕机对铺好的土料进行多次旋耕拌和，得到均匀的掺和料；Step3、把掺和料转运至碾压场地，在平整碾压场地上进行铺平，然后进行6遍以上的碾压，得到含水率低的粘土混合料；Step4、按碾压遍数的不同，分别对不同碾压遍数后得到的粘土混合料进行常规土工试验，检测其含水率、密度、压实度、渗透系数。

【技术特征摘要】
1.一种对粘土掺和花岗岩全、强风化砂来降低含水率的方法，其特征在于：包括如下步骤：Step1、针对天然含水率介于45.59％-52.4％之间的粘土，天然含水率为9.6％的花岗岩全、强风化砂，将粘土与花岗岩全、强风化砂按照体积比5:1的配比进行配料；Step2、根据Step1的配料，先在平整的土地上铺粘土料，后在粘土料上铺花岗岩全、强风化砂，然后用旋耕机对铺好的土料进行多次旋耕拌和，得到均匀的掺和料；Step3、把掺和料转运至碾压场地，在平整碾压场地上进行铺平，然后进行6遍以上的碾压，得到含水率低的粘土混合料；Step4、按碾压遍数的不同，分别对不同碾压遍数后得到的粘土混合料进行常规土工试验，检测其含水率、密度、压实度、渗透系数。2.根据权利要求1所述的一种对粘土掺和花岗岩全、强风化砂来降低含水率的方法，其特征在于：所述的步骤Step2中，先在平整的土地上铺厚度为25cm粘土料，然后在粘土料上铺厚度为5cm的花岗岩全、强风化砂。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学森，刘云贵，杨菊，武官府，毕诚，范涛，余跃，赵燕，杨林建，
申请(专利权)人：红河哈尼族彝族自治州水利水电工程地质勘察咨询规划研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53