已建大坝坝体砂砾石相对密度的测试方法技术

本发明专利技术公开了一种已建大坝坝体砂砾石相对密度的测试方法。它包括如下步骤，步骤一：规划试验孔段；步骤二：钻探及采取岩芯原状样、扰动样；步骤三：对原状样进行天然密度和天然含水率试验；步骤四：对扰动样进行最小干密度和最大干密度试验；步骤五：计算确定砂砾石的相对密度。本发明专利技术具有测试成果准确、可靠的优点。可靠的优点。可靠的优点。

【技术实现步骤摘要】
已建大坝坝体砂砾石相对密度的测试方法


[0001]本专利技术涉及工程勘察、土工试验领域，具体地说它是一种已建大坝坝体砂砾石相对密度的测试方法。更具体地说它是一种通过合理规划试验孔段，采用特殊钻探工艺采取原状样、扰动样，结合相关试验确定已建大坝坝体砂砾石相对密度的一项综合试验方法。

技术介绍

[0002]我国是世界上拥有水库最多的国家，目前已达到8.7万余座。在众多水库中，多数大坝坝型为当地材料坝，相当数量大坝的坝体由砂砾石填筑而成。绝大部分水库兴建年代久远，受限于当时落后的经济社会条件和施工技术水平，大坝多存在与坝体质量有关的隐患、病害乃至险情。对这些病险水库，查明坝体填筑质量是工程勘察的重要任务，可为进一步实施大坝除险加固提供可靠的基础依据。
[0003]水利水电工程实践中，相对密度是衡量砂砾石坝体填筑质量的最主要技术参数。根据现行技术标准，相对密度试验分室内试验和现场试验两种。室内试验仅适用于粒径不大于5mm的砂类土，而不适用于砂砾石；现场试验有灌砂法和灌水法两种方式，虽可适用于砂砾石，但均只能在地表开挖深度不大的试坑取样进行，试验深度非常有限。即对砂砾石这类粗粒土，现有技术只能在地表的浅表层开挖试坑进行试验(深度有限，一般小于3m)，并以浅表层试验取得的相对密度来代表此处地下砂砾石的相对密度。而地下不同深度处，因为砂砾石的组成、颗粒级配、压实程度不同可能有不同的相对密度，因此用浅表层试验成果来评价地下砂砾石的密实程度，对已建大坝坝体砂砾石相对密度的测试准确性及可靠性差。
[0004]因此，研发一种新方法来准确测试大坝砂砾石坝体不同深度处的相对密度十分必要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了提供一种已建大坝坝体砂砾石相对密度的测试方法，为一项通过合理规划试验孔段，采用一定的钻探工艺采取原状样、扰动样，结合相关试验确定已建大坝坝体砂砾石相对密度的综合试验方法；该方法能在砂砾石、破碎岩石中钻进采取原状结构的岩芯，实现地面以下不同深度处砂砾石的相对密度的测试，对已建大坝坝体砂砾石相对密度的准确性及可靠性高，有效解决了地下深部砂砾石相对密度试验的难题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：已建大坝坝体砂砾石相对密度的测试方法，其特征在于：包括如下步骤，
[0007]步骤一：规划试验孔段；
[0008]步骤二：钻探及采取岩芯原状样、扰动样；
[0009]步骤三：对原状样进行天然密度和天然含水率试验；
[0010]步骤四：对扰动样进行最小干密度和最大干密度试验；
[0011]步骤五：计算确定砂砾石的相对密度。
[0012]在上述技术方案中，在步骤一中，规划钻孔的试验孔段，其具体方法为：
[0013]试验孔段的长度L应满足下列条件：L≥5d且试段中的砂砾石质量大于或等于30kg；当同时满足上述两个条件时，试验孔段的长度L取较小值；其中，d为砂砾石中最大颗粒的直径；
[0014]本专利技术通过设置一定质量或者一定试段长度的试样，以消除砂砾石中砾石大小对试验结果的影响(即消除尺寸效应)；L≥5d、大于或等于30kg，在同时满足这两个条件时，试验孔段尽量取较小值，使得Y1、Y2两个原状样的干密度不至于差别大，能更为准确反映这个试验孔段砂砾石的干密度，从而实现本专利技术准确测试地下不同深度砂砾石的相对密度。
[0015]在上述技术方案中，在步骤二中，钻探及采取岩芯原状样、扰动样，具体方法为：
[0016]钻探钻具直径为D，满足下列条件：D＞d；
[0017]采用双管单动钻具、植物胶冲洗液钻进，钻进过程中使用高钻速、低钻压、小水量、短进尺等这些工艺；
[0018]取出岩芯后，在植物胶的保护下，分别从试验孔段L的两端小心切取原状样，两个原状样均为直径为D、高亦为D的圆柱体，两个原状样编号分别为Y1、Y2；
[0019]取出原状样Y1、Y2后，试验孔段的剩余砂砾石作为扰动样R；
[0020]钻探取出的原状样Y1、Y2作为岩芯样品，试验孔段L的岩芯尺寸等于孔段两端的原状样Y1、Y2的尺寸与孔段孔段的扰动样R的尺寸之和。
[0021]在上述技术方案中，在步骤三中，对原状样进行天然密度和天然含水率试验，其具体方法为：
[0022]按照现行技术标准要求，对原状样进行天然密度和天然含水率试验；
[0023]经过试验，原状样Y1的天然密度、天然含水率分别为ρ1、ω1；原状样Y2的天然密度、天然含水率分别为ρ2、ω2；
[0024]采用干密度计算公式计算两个原状样的干密度，原状样Y1、Y2的干密度分别为ρ
d1
、ρ
d2
，取原状样Y1、Y2的干密度算术平均值作为试验孔段砂砾石的干密度ρ
d
。
[0025]在上述技术方案中，在步骤四中，对扰动样进行最小干密度和最大干密度试验，其具体方法为：
[0026]按照现行技术标准要求，对扰动样进行最小干密度和最大干密度试验；经过试验，扰动样的最小干密度、最大干密度分别为ρ
dmin
、ρ
dmax
；
[0027]用试验孔段中间的扰动样R的最小干密度、最大干密度作为试验孔段砂砾石的最小干密度、最大干密度。
[0028]在上述技术方案中，在步骤五中，计算确定试验孔段砂砾石的相对密度，其具体方法为：
[0029]采用相对密度计算公式计算得出试验孔段砂砾石的相对密度D
r
。
[0030]本专利技术具有如下优点：
[0031]本专利技术所述测试已建大坝坝体砂砾石相对密度的方法，通过合理规划试验孔段，采用一定的钻探工艺，采取原状样、扰动样及其试验相结合，实现已建大坝坝体砂砾石相对密度的准确、可靠的测试，有效解决了地下深部砂砾石相对密度试验的难题。
[0032]同时利用本专利技术方法可以在砂砾石、破碎岩石中钻进采取原状结构的岩芯，从而实现地面以下不同深度处砂砾石的相对密度的准确、可靠的测试。
附图说明
[0033]图1为本专利技术测试已建大坝坝体砂砾石相对密度的流程图。
[0034]图2为本专利技术钻孔岩芯试验孔段、原状样、扰动样位置图。
[0035]在图2中，L表示试验孔段的长度；D表示钻具直径；d表示砂砾石中最大颗粒的直径；Y1表示试验孔段一端的原状样；Y2表示试验孔段另一端的原状样；R表示试验孔段扰动样；图中花纹表示砂砾石。
具体实施方式
[0036]下面结合附图详细说明本专利技术的实施情况，但它们并不构成对本专利技术的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本专利技术的优点更加清楚和容易理解。
[0037]参阅附图可知：已建大坝坝体砂砾石相对密度的测试方法，包括如下步骤，
[0038]步骤一：规划试验孔段；
[0039]步骤二：钻探及采取岩芯原状样、扰动样；
[0040]步骤三：对原状样进行天然密度和天然含水率试验；
[0041]步骤四：对扰动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.已建大坝坝体砂砾石相对密度的测试方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一：规划试验孔段；步骤二：钻探及采取岩芯原状样、扰动样；步骤三：对原状样进行天然密度和天然含水率试验；步骤四：对扰动样进行最小干密度和最大干密度试验；步骤五：计算确定砂砾石的相对密度。2.根据权利要求1所述的已建大坝坝体砂砾石相对密度的测试方法，其特征在于：在步骤一中，规划钻孔的试验孔段，其具体方法为：试验孔段的长度L满足下列条件：L≥5d且试段中的砂砾石质量大于或等于30kg；当同时满足上述两个条件时，试验孔段的长度L取较小值；其中，d为砂砾石中最大颗粒的直径。3.根据权利要求1或2所述的已建大坝坝体砂砾石相对密度的测试方法，其特征在于：在步骤二中，钻探及采取岩芯原状样、扰动样，具体方法为：钻探钻具直径为D，满足下列条件：D＞d；采用双管单动钻具、植物胶冲洗液钻进，钻进过程中使用高钻速、低钻压、小水量、短进尺的钻探工艺；取出岩芯后，在植物胶的保护下，分别从试验孔段的两端切取原状样，两个原状样均为直径为D、高为D的圆柱体，两个原状样编号分别为Y1、Y2；取出原状样Y1、Y2后，试验孔段的剩余砂砾石作为扰动样R。4.根据权利要求3所述的已建大坝坝体砂砾石相对密度的测试方法，其特征在于：在步骤三中，对原状样进行天然...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄振伟，刘宇，张少锋，张涛，张玮鹏，熊宇康，梁旸杰，
申请(专利权)人：长江岩土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：