代彥芹 DAIYan-qin;丁磊DING Lei;張林洪 ZHANG Lin-hong
(昆明理工大學津橋學院,昆明650106)
該水電站工程屬于是一等工程,它的樞紐建筑物主要由礫質土心墻堆石壩、沖沙兼放空洞、引水系統等組成。其主要作用是發電,建成后不僅可以改善下游灌溉用水條件,還能夠有效促進區域經濟。
在工程開工前,對該水電站的礫質粘土心墻料進行了一系列土工試驗分析,本文主要針對該電站礫質粘土的液塑限,不同擊實功的擊實特性研究兩個方面的特性進行研究分析。
塑限是指可塑性與半固態的界限含水量,液限是指可塑性與液態的界限含水量。土的可塑性大小,是以處在可塑狀態的界限含水量變化范圍來衡量的。這個變化范圍就是塑性指數。界限含水率試驗所得的結果就是得出土料的液限,塑限并由兩者之差得出塑性指數。
對該水電站的土料界限含水率試驗的結果進行比較分析,試驗結果見表1。
表1 不同顆粒含量與界限含水率結果表
從表1可以看出:
土料的塑限均小于礫質粘土中的含礫量,而液限則大于等于礫質粘土中的含礫量。
土料的液限和粘粒含量的具體關系是:粘粒含量:SJ26(46%)<SJ8(47%)<SJ10(49%)<SJ25(50%)<SJ19(52%);液限:SJ26(30.8%)<SJ8(32%)<SJ10(32.7%)<SJ19(45.6%)<SJ25(47.5%)。
土料的塑限和粘粒含量的具體關系是:粘粒含量,SJ26(46%)<SJ8(47%)<SJ10(49%)<SJ25(50%)<SJ19(52%);塑限,SJ26(15.4%)<SJ8(17.5%)<SJ10(18.5%)<SJ19(22.7%)<SJ25(25.4%)。
對于SJ25的粘粒含量小于SJ19的粘粒含量,而SJ25的塑限和液限卻大于SJ19的塑限和液限,因為無論何時實驗總是存在誤差的,且土料具有自身獨特的性質。
在這次試驗中,粘粒含量,SJ26(46%)<SJ8(47%)<SJ10(49%)<SJ25(50%)<SJ19(52%);塑性指數,SJ10(14.2)<SJ8(14.5)<SJ26(15.4)<SJ25(22.1)<SJ19(22.9)。SJ8,SJ10,SJ25的粘粒含量基本相同,故塑性指數的差別也不是很大,不超過1.2。其試驗結果基本還是符合“粘粒含量與土料的塑性指數之間近似的成直線關系”這種關系的。
3.1 擊實試驗原理
擊實試驗就是改變土原來的質量密度,使其比原狀土的質量密度增高,減小孔隙使土顆粒之間接觸更緊密,增大滲透阻力,減小滲透性。分為輕型擊實和重型擊實兩種,設計時按實際工程需要和所要求的壓實系數進行選擇。
影響擊實試驗的因素主要包括:土的均勻性;濕法與干法;土樣的重復使用;制樣時含水量的影響;余土高度的影響;裝料、表面刮平的影響;錘擊速度的影響;經驗因素的影響;輕重型試驗要求的影響等。
3.2 擊實試樣的制備
擊實試驗試樣的配制一般是根據土的塑限來估計最優含水率,并以2%~3%間隔上下各取兩點獲得的。
在該水電站土料試驗中,制樣與實際的含水率見表2。
表2 某土料的擊實制樣
3.3 相同級配不同擊實功的影響
對于相同礫質粘土來說,如果級配相同,選擇輕型或重型擊實功進行擊實試驗,最優含水率和最大干密度的變化規律也是不同的。隨著擊實錘重量的增加,最大干密度也隨之增加,而最優含水率就會減小,另外,最大干密度和最優含水率還和擊實錘的擊數、擊實筒體積、擊實錘的尺寸等有著直接的關系。
3.4 該水電站礫質粘土不同擊實功的試驗
在對該水電站土料進行土工試驗時,因工程需要,特對料場的土料進行了三種不同擊實能量的擊實試驗。
試驗結果見表3~表5。對比表3~表5中擊實成果,可以看出:①隨著擊實功不斷地增加,最大干密度在不斷地增加:重型擊實試驗>中型擊實試驗>輕型擊實試驗;最優含水率卻在不斷地減?。褐匦蛽魧嵲囼灒贾行蛽魧嵲囼灒驾p型擊實試驗。
②隨著擊實功的增加,最大干密度增加的程度在減小,最優含水率減小的程度也在減小。
①土料的塑限均小于礫質粘土中的含礫量,液限均不小于礫質粘土中的含礫量;隨著粘粒含量的增加,土料的液限和塑限在不斷的增加;粘粒含量與土料的塑性指數之間近似的成直線關系。
表3 擊實試驗結果
表4 擊實功不同的最大干密度比較表
表5 擊實功不同的最優含水率比較表
②隨著擊實能量增加,最大干密度不斷地增加,但增加的速率剛開始比較快,之后緩慢;隨著擊實能量增加,最優含水率不斷的減小,但減小的速率剛開始也是比較快,之后緩慢的。工程最終采用值以實測結果為準。
[1]楊進良.土力學[M](第二版).北京:中國水利水電出版社,2000.
[2]中華人民共和國行業標準.SL237-1999,土工試驗規程[S].北京:中國水利水電出版社,2000.
[3]中華人民共和國行業標準.SL274-2001,碾壓式土石壩設計規范[S].北京:中國水利水電出版社,2002.
[4]中華人民共和國行業標準.SL251-2000,水利水電工程天然建筑材料勘察規程[S].北京:中國水利水電出版社,2000.
[5]梁興輝,王寶民.堤壩鎮筑土質量控制分析[J].黑龍江:黑龍江水利科技,2005(4).
[6]張燕輝.標準擊實實驗中應注意的幾個問題[J].黑龍江:交通科技,2004,1.
[7]畢洪濤.淺談土工標準擊實試驗[J].山西:山西建筑,2008,7.
[8]李健.淺析擊實試驗的機理及試驗中應注意的幾個問題[J].科技推廣與應用,2006,9.
[9]鄭麗君.土的輕型與重型擊實試驗結果的統計分析[J].巖礦測試,2006,9.