[發明專利]一種確定土體擊實最佳含水量的方法

無效

• 申請號: 201210392577.2
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102914633A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 黃達;金華輝;楊忠平;吳俊宏
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及巖土工程領域填方土體加固含水量控制技術領域，特別涉及一種確定土體擊實最佳含水量的方法。

背景技術

我國是世界上山地面積最大的國家，山地城鎮和交通建設較多場地不得不采用大挖大填方式。填土的含水量及干密度是填方體夯或擊實加固設計和效果評價的重要參數。我國現行土工實驗規程規定：基于擊實試驗確定土體最佳含水量時要預先判定最佳含水量范圍，拌制出5種不同含水量的土樣，經擊實試驗得到5組不同含水量和干密度數據，將5組數據繪制成光滑的曲線，從圖中得出該土樣的最佳含水量和最大干密度。現階段在滿足規程的要求下，工程和學術界均通過計算機或人工按平滑線把擊實試驗數據點連成光滑曲線，且曲線的連接沒有嚴格統一的數學規律作為依據。計算機往往把實際輸入的最大數值點默認為該曲線的最大極值點，導致最佳含水量和最大干密度的失真；人工連線繪圖對于曲線最大極值點的判斷往往依賴于網格劃分精度和繪圖者的經驗，存在較強的隨機性和主觀性。總之，目前基于擊實試驗確定土體最佳含水量的方法存在較大的誤差和明顯的主觀性，至今還沒有嚴密的理論依據。

自然界大多現象均存在一定的內在規律，因此許多實際問題都可用某種函數來描述其內在規律，而巖土和地質工程界不少函數規律是通過實驗和觀測來進行經驗擬合。拉格朗日（Lagrange）插值法是以法國十八世紀數學家約瑟夫·路易斯·拉格朗日（Joseph?Louis?Lagrange）命名的一種多項式插值擬合方法，其給出一個恰好穿過二維平面上若干個已知點的多項式函數，而且此函數一定存在且唯一。

發明內容

有鑒于此，本發明所要解決的技術問題是提供一種基于插值擬合和補充3組擊實試驗綜合確定土體擊實最佳含水量的方法。該方法是一種可很好地減小現行規范采用的土體擊實最佳含水量取值誤差的數學和試驗耦合優化方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明提供的一種基于確定土體擊實最佳含水量的方法，包括以下步驟：

S1：預先拌制不同含水量的土樣；

S2：對土樣進行擊實、環刀切削和烘干處理，得到土樣含水量和干密度數據；

S3：按照以下公式來確定以含水量x為變量值，干密度F(x)為函數值的拉格朗日插值多項式：

F(x)=Σj=1nyjfj(x),]]>

式中，n試驗組數，x_i和x_j為試驗土樣的含水量，y_j為試驗含水量x_j所對應的干密度；

S4：求解方程F′(x)=0，確定理論最佳含水量x₀；

S5：根據最佳理論含水量x₀和現行規范方法確定的最佳含水量ω₀補充拌制多種實際最可能最佳含水量的土樣；

S6：對補充的最可能最佳含水量土樣進行擊實試驗和擊實土體干密度測試，確定土體擊實實際最佳含水量。

進一步，步驟S1所述土樣是按照現行規范要求至少制出5種不同含水量的土樣。

進一步，所述步驟S2和步驟S6土樣干密度是按照擊實試驗流程要求對土樣進行擊實、切削和烘干處理而得到的干密度數據。

進一步，所述步驟S5補充土樣為3種實際最可能最佳含水量的土樣，其含水量分別為x₀、x₀±α(x₀-ω₀)，α為差值系數，ω₀現行規范方法確定的最佳含水量。

進一步，所述理論最佳含水量是通過對插值函F(x)進行求導并令F′(x)=0來確定的函數極值點x₀。

進一步，所述差值系數α取值范圍為0.3～0.7。