一种测定原级配粗粒筑坝材料相对密度的方法技术

本发明专利技术提供了一种适合于土石坝筑坝现场测定原级配粗粒料极值干密度的方法，其中测量原级配粗粒筑坝材料极值干密度的方法为：基于重型振动碾振动压实能量传递机理和筑坝现场摊铺碾压试验，测定原级配粗粒筑坝材料的极值干密度，进而根据设计干密度，计算相对密度；本发明专利技术基于现场振动碾压实坝体的输入能量机理，推求出原级配粗粒筑坝料在给定施工碾压条件下的极值干密度，使得采用相对密度指标控制原级配粗粒筑坝材料的压实特性得以实现，为土石坝现场压实质量控制提供可行的方法。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
１．一种测定原级配粗粒筑坝材料相对密度的方法，其特征在于：首先基于重型振动碾振动压实原理和筑坝现场摊铺碾压试验，测定粗粒料极值干密度；然后根据设计干密度，求取相对密度；具体步骤为：步骤Ａ，最小干密度的测定：在摊铺碾压试验场地或筑坝现场，对需要碾压的粗粒筑坝材料进行摊铺整平，在表面布置ｍ个测点，用灌水法测定待碾压的粗粒筑坝材料各测点对应的最小干密度ρｄ　ｍｉｎ　ｉ，确定平均最小干密度ρｄｍｉｎ值：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｒｈｏ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｄ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｍｉｎ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｒｈｏ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｄ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｍｉｎ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）；（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）ｍ为自然数；步骤Ｂ，振动碾压实能量的测定；Ｂ－１，求出振动碾传递给筑坝粗粒料表面的压实能量，即振动碾行驶一遍给予单位面积粗粒土层的能量：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）Ｅ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｏ）［（／ｍｏ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（ｍｉ）Ｗ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｆ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｃｏｓ（／ｍｉ）?（ｍｉ）＆ａｌｐｈａ；（／ｍｉ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ａｌｐｈａ；（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｓｉｎ（／ｍｉ）?（ｍｉ）＆ａｌｐｈａ；（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）］（／ｍｏ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｉ）ｆＡ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｖＢ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）式中：Ｗ、Ｆ分别为振动滚轮的静重和激振力，单位为Ｎ；ｆ是振动碾的振动频率，单位为Ｈｚ；Ａ、Ｂ分别为滚轮的振幅和宽度，单位为ｃｍ；ｖ是振动碾行驶的速度，单位为ｃｍ／ｓ；α是相位角差；Ｂ－２，碾压层的平均能量；根据振动碾压时的实测垂直动应力的衰减特性，求得能量衰减规律；基于第Ｂ－１步计算的振动碾给予筑坝粗粒料表面的压实能量，求得碾压层的平均能量ｈ为铺摊厚度；若碾压了ｎ遍，则每层面平均输入总能量为：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｏｖｅｒ）?（ｍｉ）Ｅ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ＯｖｅｒＢａｒ；（／ｍｏ）?（／ｍｏｖｅｒ）?（ｍｏ）＆ｐｒｉｍｅ；（／ｍｏ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（ｍｏｖｅｒ）?（ｍｉ）Ｅ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ＯｖｅｒＢａｒ；（／ｍｏ）?（／ｍｏｖｅｒ）?（ｍｏ）；（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）ｎ为自然数；Ｂ－３，不同碾压遍数下粗粒筑坝材料干密度的测定；在振动碾不同的碾压遍数下，在粗粒筑坝材料碾压层布置ｍ个测点，用灌水法测定碾压的粗粒筑坝材料各测点对应的干密度ρｄｎ，确定不同碾压遍数ｎ下被压实粗粒土体的干密度ρｄｎ值；Ｂ－４，最大干密度的确定；根据计算的不同碾压遍数ｎ下振动碾输入碾压层有效压实的平均能量绘出曲线，对数据进行拟合确定粗粒筑坝材料的极值干密度ρｄｍａｘ；并对Ｂ－１步测定的最小干密度进行复核；Ｂ－５，相对密度的确定；根据设计干密度值，与前述步骤所测得的最大和最小干密度，采用下式，求出原级配粗粒筑坝材料的相对密度；（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｄ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｒ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｒｈｏ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｄ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｍａｘ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｒｈｏ；（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｄ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｒｈｏ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｄ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｍｉｎ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｒｈｏ；（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｄ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｒｈｏ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｄ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｍａｘ（／ｍ...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晟，王永明，徐晨，石永超，钟春欣，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：84