一种填料物性参数测量装置及其测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及土工试验领域，特别涉及一种填料物性参数测量装置及其测量方法。所述的一种填料物性参数测量装置包括击实筒、击实锤和各类传感器及其采集仪等。同时，本发明专利技术公开了详细具体的物性参数测量方法，以及采用本方法测得含水率、剪切强度、剪切模量在路基设计中的应用方法。相比较现有技术，本发明专利技术旨在解决现有路基施工中对实际含水率进行调整缺乏科学计算方法和理论依据的问题。本发明专利技术所提供的方法能够实现同时以剪切模量、剪切强度、压实度评价控制效果，以剪切模量、剪切强度约束现场含水率指标，确保填筑路基具有足够的抵抗变形和破坏能力。此外，本发明专利技术可显著简化施工后现场测试的工作量，尤其在路线多测点测试中高效便捷性突出。便捷性突出。便捷性突出。

【技术实现步骤摘要】
一种填料物性参数测量装置及其测量方法


[0001]本专利技术涉及土工试验领域，具体是一种填料物性参数测量装置及其测量方法。

技术介绍

[0002]室内标准击实试验是路基设计及施工所必须的基础试验，目的是确定路基填料的最大干密度和最优含水率，进而控制现场施工时的路基填筑质量，确保压实度、强度和模量三项指标在竣工监测中能够达到设计要求。该三项指标对于公路建设的工程质量至关重要，是保证路基上层结构的强度、刚度、稳定性以及平整度先决条件。否则会直接导致路面使用寿命的下降以及服役期间路面沉陷和路表裂缝病害的产生，需要提前进行修复甚至重建改建，尤其在高等级公路、铁路以及机场道面等大型工程建设中，造成的经济损失十分巨大。
[0003]现有规范以及学者的研究成果表明，路基的填筑压实中应按最优含水率碾压路基填料，压实度应以最大干密度为压实标准，由于最大干密度和最优含水率两项指标的重要性，通过室内标准击实试验测定填料最优含水率和最大干密度的方法早已成熟应用。但该方法在指导实际工程中表现出明显不足，仅以含水率作为施工前的控制指标难以达到对压实后压实度、填料剪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种填料物性参数测量装置，其特征在于：包括击实筒、圆形传感器固定板、击实锤、加速度计、加速度计采集仪、弯曲元传感器、弯曲元信号示波器、吸力计、吸力计采集仪、含水率传感器、含水率传感器采集仪、数据线；所述弯曲元传感器、含水率传感器、吸力计设置在击实筒内部；所述含水率传感器分布在圆形传感器固定板上和击实筒内部的土体试样中；加速度计的数据线、含水率传感器的数据线、吸力计的数据线可分别连接至击实筒外部的加速度计采集仪、含水率传感器采集仪和吸力计采集仪。2.根据权利要求1所述的一种填料物性参数测量装置，其特征在于：所述击实筒包括击实筒主体结构、穿线槽口、橡胶竖线器，根据三层击实法和五层击实法的要求在击实筒主体结构的侧壁上有若干组配套的穿线槽口和橡胶竖线器，橡胶竖线器在固定好含水率传感器、吸力计的数据线后可固定于击实筒主体结构的穿线槽口上；穿线槽口用于将数据线引至击实筒外部，并连接在含水率传感器采集仪和吸力计采集仪上。3.根据权利要求1所述的一种填料物性参数测量装置，其特征在于：所述圆形传感器固定板布置在击实筒底部，圆形传感器固定板上有L型凹槽，圆形传感器固定板通过高强度结构胶黏结有若干L型陶瓷信号发射片、若干含水率传感器和一个吸力计。4.根据权利要求1所述的一种填料物性参数测量装置，其特征在于：所述吸力计布置在圆形传感器固定板的正中位置，与圆形传感器固定板通过高强度结构胶黏结。5.根据权利要求1所述的一种填料物性参数测量装置，其特征在于：所述含水率传感器分布在圆形传感器固定板和土体试样中，在圆形传感器固定板上的含水率传感器通过高强度结构胶黏结；在土体试样中的含水率传感器直接放置在土体试样上表面；含水率传感器通过数据线连接含水率传感器采集仪。6.根据权利要求1所述的一种填料物性参数测量装置，其特征在于：所述弯曲元传感器包括L型陶瓷信号发射片、弯曲元信号接收器；L型陶瓷信号发射片分布在圆形传感器固定板的L型凹槽中和土体试样中；弯曲元信号接收器布置在土体试样的顶面正中位置，呈悬臂式嵌入土体试样内部，通过数据线连接弯曲元信号示波器。7.根据权利要求1所述的一种填料物性参数测量装置，其特征在于：所述加速度计通过高强度结构胶黏结于击实锤侧面中部，通过数据线连接加速度计采集仪。8.一种填料物性参数测量方法，其特征在于：该方法是基于如权利要求1所述一种填料物性参数测量装置实现的，所述方法采用如下步骤实现：步骤S1：制备土体样品；设置土体递增含水率梯度，搅拌均匀后闷料24h备用；步骤S2：击实筒底部传感器准备；取出定制的击实筒待用；取出圆形传感器固定板，将L型陶瓷信号发射片放在圆形传感器固定板的L型凹槽内，并用高强度结构胶将吸力计、含水率传感器黏结在圆形传感器固定板上，连接好数据线后，将圆形传感器固定板缓慢放置在击实筒底端；将吸力计、含水率传感器相应的数据线统一收纳至橡胶竖线器后固定，将数据线沿穿线槽口穿出，对应连接吸力计采集仪和含水率传感器采集仪；步骤S3：击实锤侧面传感器准备；将加速度计通过高强度结构胶黏结于击实锤侧面中部，通过数据线连接至加速度计采集仪；步骤S4：试样土体的第一层击实；将击实筒固定在击实仪上，首先启动吸力计采集仪和含水率传感器采集仪，抬高击实锤至指定位置，设置好击实次数及位置后启动击实仪；在土体试样的击实过程中确保吸力计、含水率传感器正常工作后完成击实，实时采集并保存数
据；在土体试样第一层击实完毕后，参照步骤S2将含水率传感器、L型陶瓷信号发射片以相同方式放置在土体上表面，并将含水率传感器与含水率传感器采集仪进行连接；步骤S5：试样土体的分层击实；重复步骤S4，分别完成所规定的击实层数N的N
‑
1次击实，实时采集并保存数据；填入最后一次击实土体，再次启动击实仪击实3
‑
5次，使土体试样上表面基本成型，而后在土体试样顶面正中位置埋入弯曲元信号接收器，并连接弯曲元信号示波器；再试击3
‑
5次以检测弯曲元信号示波器是否能够正常接收信号，在弯曲元信号示波器正常接收信号后完成全部击实实验；步骤S6：数据整理，计算土体试样的各项物性指标；提取加速度计采集仪、含水率传感器采集仪、吸力计采集仪、弯曲元信号示波器的所有数据，含水率w和土体试样的吸力Ψ可通过含水率传感器采集仪和吸力计采集仪直接得到，土体试样剪切模量G
max
通过式(1)进行计算；土体试样在击实过程中所接收的冲量F
t
通过式(2)进行计算：G
max
＝ρV
s2
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(1)式中：G
...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡先强，翟晓春，王国栋，李庆贺，
申请(专利权)人：山西省交通规划勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：