[發明專利]一種評價軟巖路堤填筑質量的方法

有效

• 申請號: 201610429457.3
• 申請日: 2016-06-16
• 公開（公告）號: CN106093346B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 張靜波;吳萬平;王云;李云安;張晶;何斌;阮艷彬;謝松林;段亞茹;冉小兵;呂巖松;陳羽;詹永祥;江洎洧
• 申請（專利權）人: 中交第二公路勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;E02D1/00;G06Q10/06;G06Q50/08
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所42001
• 代理人: 王敏鋒

1.一種評價軟巖路堤填筑質量的方法，其步驟是：

步驟1、路基填筑前取代表性軟巖試樣，對其依次進行0、1、3、5次干濕循環試驗，在每次干濕循環試驗后對其進行篩分試驗，并求取相應粒組分維數D₀、D₁、D₃、D₅和相關系數；

步驟2、檢測軟巖路堤的最后兩遍壓實沉降差S；

步驟3、對現場壓實后的軟巖試樣進行篩分試驗，確定相應粒組分維數D_x和相關系數；

步驟4、根據步驟2中檢測的軟巖路堤最后兩遍壓實沉降差S，結合步驟1和步驟3中求得的粒組分維數比較結果，對軟巖路堤填筑質量進行綜合性評價；

所述的步驟1中代表性軟巖試樣，是指在路塹挖方段或取土坑任意挖取擬用來填筑路堤的最大粒徑小于300mm軟巖試樣200kg，再用四分法取出兩份，每份50kg，分別記為第1組和第2組軟巖試樣；

所述步驟1中干濕循環試驗過程為：

不進行浸水飽和烘干失水的操作此為0次干濕循環試驗；將同組篩分后的軟巖試樣重新混合均勻放入托盤，將托盤放入水槽，并注入清水使水面高于軟巖試樣5mm，浸泡10－15h，完成浸水飽和過程，將同組裝有軟巖試樣的托盤同時放入烘箱烘干，完成失水過程，烘箱溫度設為45—50℃，烘干時長定為20－25h，烘干后冷卻至室溫，取出，為一次干濕循環試驗，再重復此干濕循環試驗兩次完成了第三次干濕循環操作，以此類推；

所述步驟1和步驟3中的篩分試驗，試驗儀器有：(1)圓孔篩，孔徑100mm，80mm，60mm，40mm，20mm，10mm，5mm，2mm，1mm，0.5mm；0.25mm，0.1mm；(2)磅秤，稱量500kg，最小分度值200g；稱量100kg或50kg，最小分度值50g；(3)臺秤，稱量10kg，最小分度值5g；(4)天平，稱量5000g，最小分度值1g；稱量200g，最小分度值0.01g，將軟巖試樣進行篩分，分別計算不同粒徑軟巖試樣質量占軟巖試樣總質量的百分比；

所述的干濕循環試驗前后每組軟巖試樣的質量損失部分應計入篩分試驗粒徑小于0.1mm的軟巖試樣質量中；

所述的步驟1和步驟3中的軟巖試樣粒組分維數和相關系數通過最小二乘法對篩分試驗數據進行線性擬合得出，相關研究表明軟巖崩解破碎后顆粒的質量-粒徑存在如式(1)所示的關系：

M(r<R)MT=(RRT)3-D---(1)]]>

式中：R為某級篩孔直徑，M_(r＜R)為粒徑小于R的顆粒質量；M_T為顆粒總質量，R_T為顆粒的平均粒徑，D為試樣的粒組分維數；

將式(1)兩側同時取對數，得：

log(M(r<R)MT)=(3-D)log(RRT)---(2)]]>

上式變化為：

log(M(r<R)MT)=(3-D)[log(R)-log(RT)]---(3)]]>

令log(R)＝x，則上次改寫為y＝a+bx，其中a＝(D-3)log(R_T)，b＝3-D，b值通過最小二乘法對顆粒分析實驗數據進行線性擬合得出，

即

則粒組分維數

相關系數

其中n為有效的篩孔孔徑個數，在相應粒徑范圍內，測得的M_(r＜R)值發生了明顯變化，在粒徑范圍之外，測得的M_(r＜R)值無變化或變化很小；

r表示兩變量之間的函數關系與線性的符合程度，r∈[-1,1]；|r|→1，x、y間線性關系好，|r|→0，x、y間無線性關系；

所述步驟1的實施步驟：

步驟1.1：取最大粒徑小于300mm代表性軟巖試樣200kg，再用四分法取出兩份，每份50kg，分別記為第1組和第2組軟巖試樣；

步驟1.2：對標記好的第1組和第2組軟巖試樣進行0次干濕循環試驗，接著進行篩分試驗，并填寫軟巖填料0次干濕循環后篩分試驗記錄表、軟巖填料0次干濕循環篩分試驗篩孔直徑與粒組質量百分比對數表；

步驟1.3：對步驟1.2中的0次干濕循環軟巖試樣進行一次干濕循環試驗，完成第1次干濕循環操作，接著進行篩分試驗，并填寫軟巖填料1次干濕循環后篩分試驗記錄表、軟巖填料1次干濕循環篩分試驗篩孔直徑與粒組質量百分比對數表；

步驟1.4：對步驟1.3中的1次干濕循環軟巖試樣進行兩次干濕循環試驗，完成第3次干濕循環操作，接著進行篩分試驗，并填寫軟巖填料3次干濕循環后篩分試驗記錄表、軟巖填料3次干濕循環篩分試驗篩孔直徑與粒組質量百分比對數表；

步驟1.5：對步驟1.4中的3次干濕循環軟巖試樣進行兩次干濕循環試驗，完成第5次干濕循環操作，接著進行篩分試驗并填寫軟巖填料5次干濕循環后篩分試驗記錄表、軟巖填料5次干濕循環篩分試驗篩孔直徑與粒組質量百分比對數表；

步驟1.6：將步驟1.1～步驟1.5測得試驗數據整理成不同干濕循環次數軟巖填料顆粒級配曲線，確定軟巖填料在干濕循環狀態下顆粒粒徑變化范圍和篩孔孔徑個數n；

所述的步驟2中軟巖路堤最后兩遍壓實沉降差，在壓路機自重不小于20噸，分層壓實層厚不大于400mm的條件下測得；

所述步驟2中軟巖路堤最后兩遍壓實沉降差，對于填筑完成的每100m長或每2500m²路基，選取不少于兩個斷面，每個斷面布置不少于5個點，用水準測量儀分別測出各檢測點經倒數第二遍壓實后的標高H_m1和經最后一遍壓實后的標高H_m2，兩標高之差為各檢測點最后兩遍壓實沉降差，取各檢測點最后兩遍壓實沉降差平均值作為該段路基最后兩遍壓實沉降差S，m表示檢測點編號，m＝1,2,3……；

所述步驟3中取現場壓實后的軟巖填料，對于填筑完成的每100m長或每2500m²路基，開挖試坑兩個，尺寸為300mm×300mm，深度為本層壓實層厚300～400mm，將兩個試坑開挖出的填料分別記為A組和B組軟巖試樣，對A組和B組軟巖試樣進行篩分，并分別計算相應軟巖試樣粒組分維數D_xA、D_xB和相關系數r_xA、r_xB，則現場壓實后的軟巖試樣粒組分維數D_x＝(D_xA+D_xB)/2；

所述步驟4中，根據步驟2中檢測的軟巖路堤最后兩遍壓實沉降差結果，并結合步驟1和步驟3粒組分維數的比較，對軟巖路堤填筑質量進行綜合性評價，軟巖路堤最后兩遍壓實沉降差≥5mm，應增加碾壓遍數，直至最后兩遍壓實沉降差≤5mm，再進行現場粒組分維數的測試工作；最后兩遍壓實沉降沉降差≤5mm，D_x≥D₃且D_x≥0.95×D₅時，本層填筑壓實質量合格；最后兩遍壓實沉降沉降差≤5mm，D_x＜D₃，或D_x＜0.95×D₅，應調整碾壓工藝或更換碾壓設備，對路基進行翻挖再碾壓或改用羊足碾進行碾壓。