水泥土桩的圆柱形试块实测强度值等效成标准立方体强度值的方法技术

本发明专利技术提供的一种水泥土桩的圆柱形试块实测强度值等效成标准立方体强度值的方法。该方法具体包括：利用室内标准配比试验，测定水泥土在完全相同工况下圆柱形试块与立方体标准试块无侧限抗压强度值之间的函数关系式；通过室内试验，在标准养护条件下，分别测定不同高径比的圆柱形试块在相同工况下的无侧限抗压强度值，推求出圆柱形试块的无侧限抗压强度值与试块高径比之间的函数关系；根据上述两个公式推导出将圆柱形试块任一高径比的实测无侧限抗压强度值换算成等效标准立方体无侧限抗压强度的计算公式。该方法既方便试块的加工，也减轻了加工过程对试样的扰动，提高了实测强度的准确性，能够更加直观方便的评判成桩效果。

The method of equivalent the measured strength value of cylindrical test block of cement soil pile to the standard cube strength value

【技术实现步骤摘要】
水泥土桩的圆柱形试块实测强度值等效成标准立方体强度值的方法
本专利技术涉及建筑桩基
，具体地说是一种适用于水泥土桩抽芯检测的圆柱形试样实测强度换算成等效标准立方体强度的方法。
技术介绍
《建筑地基处理技术规范》(JGJ220-2012)规定，水泥土搅拌桩桩体的水泥土设计强度要求，对竖向承载的水泥土强度，宜取90天龄期试块的立方体强度平均值，对承受水平荷载的水泥土强度宜取28天龄期试块的立方体(边长70.7mm)抗压强度平均值。在进行水泥土搅拌桩桩身强度抽芯检测时，用钻机采取的桩体芯样，一般很难加工成为标准立方体试块，即使可加工成立方体试块，对试样的严重扰动也无法克服，且三对平行端面的平行度与垂直度亦难控制在规定的允许误差范围内。所以，在在实际进行桩体抽芯检测时，几乎都是采用按一定高径比控制的圆柱形试样进行试验。所得值只是一个实测值，无法得到该水泥土搅拌桩的标准立方体试块的强度值，目前，并没有针对水泥土搅拌桩圆柱形试块的实测强度与标准立方体试块之间的关系相关研究，而将水泥土搅拌桩圆柱形试块的实测强度换算成等效的标准立方体强度值，能更直观地评判成桩效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题提供一种水泥土桩的圆柱形试块实测强度值等效成标准立方体强度值的方法，通过该方法可以直接利用水泥土桩的圆柱形试块实测强度值换算成等效标准立方体强度值，能够更加直观方便的评判成桩效果；既方便试块的加工，也减轻了加工过程对试样的扰动，提高了实测强度的准确性，能够更加直观方便的评判成桩效果，便于改进配比或改进成桩工艺。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：所述一种水泥土桩的圆柱形试块实测强度值等效成标准立方体强度值的方法，其特征在于具体步骤如下：(1)利用室内标准配比试验，测定水泥土在完全相同工况下圆柱形试块与立方体标准试块无侧限抗压强度值之间的函数关系，具体如下：a.选用多种不同的水泥土桩原土，在室内按原土类别、预定的水灰比、水泥掺入比，强制拌合均匀后，制成多个边长70.7mm的立方体标准试块，并将其编号后养护至预定的龄期；b.到达龄期后，将每个类别批次的试块，分别平均分成甲、乙两组，甲组直接测定立方体标准试块的无侧限抗压强度P方；乙组采用钻具取芯的方式将立方体标准试块加工成高径比为X1的等高圆柱形试块，然后再测定圆柱形试块的无侧限抗压强度PX1园；其同一原土类别及同一批次的立方体试块与圆柱形试块的测试工作在同一天内完成；d.分别统计步骤b中n对试块中圆柱形试块的无侧限抗压强度P1园、P2圆……Pn圆和立方体标准试块的无侧限抗压强度用P1方、P2方……Pn方，分别计算出每对试块的PX1园/P方比值a1、a2……an,并统计绘制出PX1园/P方比值数值分布散点图，算出试块的平均值a均和标准差σ，并计算出修正系数Ys；然后按照公式①计算出高径比X1的圆柱形试块无侧限抗压强度PX1园与立方体标准试块无侧限抗压强度P方之间比值的统计标准值a标准，即得到公式②，所述公式①和公式②分别为：a标准＝Ysa均①P方＝PX1园/a标准②式中：a标准为高径比X1的圆柱形试块无侧限抗压强度与等高立方体标准试块无侧限抗压强度比值的统计标准值，a均为高径比X1圆柱形试块无侧限抗压强度与等高立方体标准试块无侧限抗压强度比值的统计平均值，Ys为修正系统；(2)在室内采用某种特定原土，按照预定的水灰比、水泥掺入比，强制拌合均匀后，采用不同高度的模具制备出截面积相同且高度不同多个水泥土试块，养护达到预定龄期后，采用直径相同的钻头进行取芯制成直径相同且高度不同的多个圆柱形试样，并养护好后，分别进行多次无侧限抗压试验，得到每组高径比圆柱形试样的平均无侧限抗压强度即为该圆柱形试样的无侧限抗压强度，然后将测得的数据按高径比进行统计分析，绘制圆柱形试样高径比x与对应的无侧限抗压强度y相关曲线图，并得到回归方程式：y＝0.9081x-0.315；(3)根据步骤(2)中的回归方程y＝0.9081x-0.315即可得到圆柱形试样的高径比X与无侧限抗压强度PX园之间的关系式：PX园＝0.9081X-0.315③同时可以得到：PX1园＝0.9081X1-0.315④将两式相除得到步骤(1)试验中特定高径比X1的圆柱形试样实测无侧限抗压强度值PX1园换算成实际水泥桩取芯任意高径比X的圆柱形试样无侧限抗压强度计算式：PX1园＝PX园·X1-0.315/X-0.315⑤其中：PX园任意高径比X的圆柱形试样无侧限抗压强度；X实际水泥桩取芯任意高径比；PX1园试验中特定高径比X1的圆柱形试样实测无侧限抗压强度值；X1为试验中特定高径比；(4)利用步骤(1)中立方体标准试块与特定高径比X1的圆柱形试块在相同工况下的无侧限抗压强度值之间的关系式②和步骤(3)中推到出来的圆柱形试块的无侧限抗压强度值与试块高径比之间的函数关系式⑤推导出将圆柱形试块任一高径比的实测无侧限抗压强度值换算成等效标准立方体无侧限抗压强度的计算公式：P方＝PX园·X1--0.315/(X-0.315·a标准)⑥公式⑥中：P方立方体标准试块的无侧限抗压强度，PX园对应高径比X的圆柱形试样实测无侧限抗压强度值，X1为试验中特定高径比，X为实际水泥桩取芯高径比，a标准特定高径比X1圆柱形试块无侧限抗压强度与等高立方体标准试块无侧限抗压强度比值的统计标准值。本专利技术较优的技术方案：所述步骤(1)的a步骤中的立方体标准试块为边长70.7mm的立方体标准试块，将其覆膜48小时后脱模，按类别、批次编号后，放入20±2℃恒温水箱中养护到预定的龄期；所述步骤(1)的b步骤中将立方体试块钻成圆柱形试块时将试块放入模盒内加工，确保圆柱形试块上下两端面均垂直于轴线，且圆柱形试块的直径为67.5mm、高为70.7mm，其加工圆柱形试块的高径比为X1为1.05。本专利技术较优的技术方案：所述步骤(1)的中在制备立方体标准试块时，确保所用原土样的均匀性，水泥土拌合均匀，且制模方法一致，分组平均；当某个类别的试块，需要分多锅搅拌制成时，必须分别将每一锅所制的立方体试块平分到甲、乙两组中。本专利技术进一步的技术方案：所述步骤(1)的d步骤中修正系数Ys是按照以下公式计算得到：Ys＝1±[1.704/n0.5+4.678/n2]×CvCv＝σ/μ其中：σ为标准差，μ为平均值，n为试件个数，Cv变异系数。本专利技术较优的技术方案：在步骤(1)的d步骤中对n对试块中圆柱形试块的无侧限抗压强度和立方体标准试块的无侧限抗压强度比值的统计计算过程中，去除两端的异常数据，其两端去除数据个数相等。本专利技术较优的技术方案：所述步骤(1)中用于纯室内配比制样时，在相同工况下，圆柱形试块与立方体试无侧限抗压强度值的比值统计平均值为0.95；用于实际水泥土桩体抽芯检测时，圆柱形试块与立方体试无侧限抗压强度值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥土桩的圆柱形试块实测强度值等效成标准立方体强度值的方法，其特征在于具体步骤如下：/n(1)利用室内标准配比试验，测定水泥土在完全相同工况下圆柱形试块与立方体标准试块无侧限抗压强度值之间的函数关系，具体如下：/na.选用多种不同的水泥土桩原土，在室内按原土类别、预定的水灰比、水泥掺入比，强制拌合均匀后，制成多个边长70.7mm的立方体标准试块，并将其编号后养护至预定的龄期；/nb.到达龄期后，将每个类别批次的试块，分别平均分成甲、乙两组，甲组直接测定立方体标准试块的无侧限抗压强度P

【技术特征摘要】
1.一种水泥土桩的圆柱形试块实测强度值等效成标准立方体强度值的方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)利用室内标准配比试验，测定水泥土在完全相同工况下圆柱形试块与立方体标准试块无侧限抗压强度值之间的函数关系，具体如下：
a.选用多种不同的水泥土桩原土，在室内按原土类别、预定的水灰比、水泥掺入比，强制拌合均匀后，制成多个边长70.7mm的立方体标准试块，并将其编号后养护至预定的龄期；
b.到达龄期后，将每个类别批次的试块，分别平均分成甲、乙两组，甲组直接测定立方体标准试块的无侧限抗压强度P方；乙组采用钻具取芯的方式将立方体标准试块加工成高径比为X1的等高圆柱形试块，然后再测定圆柱形试块的无侧限抗压强度PX1园；其同一原土类别及同一批次的立方体试块与圆柱形试块的测试工作在同一天内完成；
d.分别统计步骤b中n对试块中圆柱形试块的无侧限抗压强度P1园、P2圆……Pn圆和立方体标准试块的无侧限抗压强度用P1方、P2方……Pn方，分别计算出每对试块的PX1园/P方比值a1、a2……an,并统计绘制出PX1园/P方比值数值分布散点图，算出试块的平均值a均和标准差σ，并计算出修正系数γs；然后按照公式①计算出高径比X1的圆柱形试块无侧限抗压强度PX1园与立方体标准试块无侧限抗压强度P方之间比例的统计标准值a标准，即得到公式②，所述公式①和公式②分别为
a标准＝γsa均①
P方＝PX1园/a标准②
式中：a标准为高径比X1的圆柱形试块无侧限抗压强度与等高立方体标准试块无侧限抗压强度比值的统计标准值，
a均为高径比X1圆柱形试块无侧限抗压强度与等高立方体标准试块无侧限抗压强度比值的统计平均值，
γs为修正系统；
(2)在室内采用某种特定原土，按照预定的水灰比、水泥掺入比，强制拌合均匀后，采用不同高度的模具制备出截面积相同且高度不同多个水泥土试块，养护达到预定龄期后，采用直径相同的钻头进行取芯制成直径相同且高度不同的多个圆柱形试样，并养护好后，分别进行多次无侧限抗压试验，得到每个圆柱形试样的平均无侧限抗压强度即为该圆柱形试样的无侧限抗压强度，然后将测得的数据按高径比进行统计分析，绘制圆柱形试样高径比x与对应的无侧限抗压强度y相关曲线图，并得到回归方程式：y＝0.9081x-0.315；
(3)根据步骤(2)中的回归方程y＝0.9081x-0.315即可得到圆柱形试样的高径比X与无侧限抗压强度PX园之间的关系式：
PX园＝0.9081X-0.315③
同时可以得到：PX1园＝0.9081X1-0.315④
将两式相除得到步骤(1)试验中特定高径比X1的圆柱形试样实测无侧限抗压强度值PX1园换算成实际水泥桩取芯任意高径比X的圆柱形试样无侧限抗压强度计算式：
PX1园＝PX园·X1-0.315/X-0.315⑤
其中：PX园任意高径比X的圆柱形试样无侧限抗压强度；
X实际水泥桩取芯任意高径比；
PX1园试验中特定高径比X1的圆柱形试样实测无侧限抗压强度值；
X1为试验中特定高径比；
(4)利用步骤(1)中立方体标准试...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈定安，李东升，刘术湘，
申请(专利权)人：中冶集团武汉勘察研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42