基于分形理论确定堆石料填筑指标及现场填筑质量检测的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于分形理论确定堆石料填筑标准及现场填筑质量检测的方法，首先对颗粒分形分布模型验证；然后建立级配参数~干密度或孔隙率相互关系、建立级配参数~压缩模量的相互关系；其次确定满足压缩模量要求的堆石料填筑级配或级配包络线，获取填筑孔隙率指标或指标范围；再次进行渗透试验、测量渗透系数，若不满足渗透要求，缩减调整级配范围，直到满足要求；最后，查验是否满足设计相对密度条件下填筑孔隙率的要求。本发明专利技术提出采用孔隙率和相对密度的双控标准，控制堆石体的填筑质量，能够综合考虑堆石料的级配和母岩特性、压实程度对堆石体变形性能的影响，为堆石坝整体稳定和有效变形控制提供可靠依据，保证大坝的建设和运行安全。

Method based on fractal theory to determine the filling standard of rockfill and the method of site filling quality testing

【技术实现步骤摘要】
基于分形理论确定堆石料填筑标准及现场填筑质量检测的方法
本专利技术涉及一种可广泛用于水利水电、土木工程及交通工程堆石料的填筑质量评价标准与实施问题，属于水利土木工程

技术介绍
高土石坝的建设与运行安全，要求对坝体进行严格的变形控制以及各填筑分区的变形协调设计，这就需要准确把握堆石体的工程特性。对于堆石料或砂砾料而言，其工程特性主要取决于3个方面：一是坝料自身特性即母岩特性与级配特性，这是决定颗粒充填关系优劣与颗粒破碎程度的基础，可近似采用孔隙率衡量。二是通过振动碾等不同方式的外力做功，使得填筑坝料密实的程度，Terzaghi提出以相对密度评价其松紧程度与压实质量。三是压实后坝料的渗透特性，可用渗透系数衡量。可见，控制堆石坝变形的关键在于堆石体的密实程度，取决于颗粒级配组成和压实标准，不能用单一的孔隙率或相对密度指标控制。对于堆石(砂砾)体的填筑标准，目前《碾压式土石坝设计规范DLT5395-2007》第6.2.7条、《混凝土面板堆石坝设计规范DLT5016-2011》第6.4.2条规定：堆石体采用孔隙率指标，砂砾体采用相对密度指标衡量。可见，当仅以孔隙率指标控制，则颗粒充填本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分形理论确定堆石料填筑标准的方法，其特征在于，堆石料的填筑标准采取孔隙率和相对密度的双控指标，包括以下步骤：步骤1，选取料场或填筑场地施工面的堆石料，进行材料级配的统计分析，建立不同最大控制粒径条件下的颗粒级配分布分形模型；步骤2，根据颗粒级配分布分形模型，选取两组以上代表性缩尺级配堆石料，进行室内相对密度试验，建立室内试验极值干密度或孔隙率与级配特性之间的关系曲线；步骤3，确定堆石料设计相对密度压实标准Dr，选取料场或填筑场地施工面的堆石级配包络线范围内不低于代表性缩尺级配组数的堆石料，根据步骤2试验得到的最大、最小干密度，计算制样干密度，进行室内压缩试验，建立代表性缩尺级配堆石料的...

【技术特征摘要】
1.一种基于分形理论确定堆石料填筑标准的方法，其特征在于，堆石料的填筑标准采取孔隙率和相对密度的双控指标，包括以下步骤：步骤1，选取料场或填筑场地施工面的堆石料，进行材料级配的统计分析，建立不同最大控制粒径条件下的颗粒级配分布分形模型；步骤2，根据颗粒级配分布分形模型，选取两组以上代表性缩尺级配堆石料，进行室内相对密度试验，建立室内试验极值干密度或孔隙率与级配特性之间的关系曲线；步骤3，确定堆石料设计相对密度压实标准Dr，选取料场或填筑场地施工面的堆石级配包络线范围内不低于代表性缩尺级配组数的堆石料，根据步骤2试验得到的最大、最小干密度，计算制样干密度，进行室内压缩试验，建立代表性缩尺级配堆石料的压缩模量与级配特性之间的关系曲线；步骤4，根据堆石料填筑体的工作应力范围，设定满足规范相对密度要求且与堆石料工作条件相适应的最低压缩模量参考值，根据步骤3得到的压缩模量与级配特性之间的关系曲线，确定满足大坝变形控制要求的粒度分形指标或级配范围；步骤5，根据步骤4得到的堆石料粒度分形指标或级配范围，进行现场填筑级配的极值干密度试验，得到满足大坝变形控制要求的填筑孔隙率指标或指标范围；步骤6，对选定堆石料的粒度分形指标或级配范围，按步骤3、步骤5确定的相对密度和填筑干密度指标碾压压实，进行渗透试验测量渗透系数，若不满足渗透要求，缩减调整步骤4确定的粒度分形指标或级配范围，直到满足要求。2.根据权利要求1所述的基于分形理论确定堆石料填筑标准及现场填筑质量检测的方法，其特征在于：所述步骤3计算堆石料的干密度公式为：其中，γd为干密度，γmax为最大干密度，γmin为最小干密度，Dr为设计相对密度指标，n为孔隙率，Gs为堆石料的母岩比重。3.根据权利要求1所述的基于分形理论确定堆石料填筑标准及现场填筑质量检测的方法，其特征在于：在步骤1中堆石料级配统计分析的原则为：初选级配的包络线范围，选取最大控制粒径不应低于50组并包含设计级配的上、下包线和平均线。4.根据权利要求1所述的基于分形理论确定堆石料填筑标准及现场填筑质量检测的方法，其特征在于：所述步骤1中对堆石料进行材料级配的统计分析的分形分布公式：或其中，pi为缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晟，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32