缩尺方法对粗粒料密度和渗透性影响的试验研究

依据规范推荐的粗粒料超径处理方法,对最大颗粒粒径为200 mm的宽级配料进行缩尺,控制最大颗粒粒径分别为60,20 mm,获取多条模拟级配,对原始级配、模拟级配粗粒料进行最大干密度试验和渗透试验,以研究不同缩尺方法、不同最大颗粒粒径条件下,粗粒料密度和渗透性的变化规律。结果表明:对于最大干密度试验,采用同种缩尺方法获取的最大干密度随最大颗粒粒径的减小而减小,表明粗颗粒的骨架作用显著。因缩尺后的P5含量使细颗粒处于较好的填充状态,可获得较高的最大干密度,其模拟级配试验值更接近原始级配,在此原则下相似级配法和混合法优于剔除法和等量替代法。对于渗透性试验,采用同种缩尺方法处理的最大颗粒粒径较小的试样,其渗透性也较小。细粒料土(尤其是粒径小于5 mm)的含量对渗透系数起到控制作用,缩尺处理应以尽量不改变较细粒料土的含量为原则。此原则下等量替代法最适用。     

剔除延伸法在砂卵砾石最大干密度试验中的应用

结合三岔河水电站移民安置点防洪堤工程实践,采用逐级剔除粗粒料、对剩余料进行最大干密度试验的方法,得出粗粒土最大干密度与剔除后剩余料百分含量之间存在线性关系,由此延伸求取原级配砂卵砾石料的最大干密度,解决了超粒径材料最大干密度试验困难的难题。     

确定大径粗粒土最大密度的近似方法

本文在大量粗粒土最大，最小密度试验资料的基础上，根据ρmin-dmax和ρdmin-dmax, ρdmax-P6和Pdmin-P6的相似性，提出由实测粗粒土（dmax=60mm模型级配）的ρmax、Pdmin和大径粗粒土（原级配料）的ρmin等资料，确定大径粗粒土的最大密度ρdmax，为设计和施工确定大径粗粒土的填筑标准和密度指标提供依据。     

超径粗粒土现场干密度确定方法

对某枢纽工程坝体填筑料进行了多组相对密度试验。采用混合法对原级配料进行处理,测定系列模型级配料的最大、最小干密度。采用延伸法推求实际级配的最大、最小干密度过程中,充分考虑级配料干密度上、下边界值的影响,并按设计压实度标准换算出现场控制干密度。     

超大粒径砂砾石坝料填筑标准的近似确定

结合工程实际顺粗粒料现有试验设备基础上，通过最大、最小密度试验，由实测粗闰料（ｄｍａｘ≤８０ｍｍ模型级配）的ρ＇ｄｍａｘ、ρ＇ｄｍｉｎ和超大粒径粗粒料（ｄｍａｘ≤４００ｍｍ原型级配）的ρｄｍｉｎ，来确定超大径粗粒料的ρｄｍａｘ，为鲺鲁瓦提面板坝工程提出了超大粒径砂砾石料填筑标准。     

表面振动压实仪法测定粗粒土密度的影响因素

我国相关规范测定粗粒土最大干密度的方法之一为表面振动压实仪法,该法规定的激振时间及表面压重主要参考国外相关规范,国内这方面研究较少.采用表面振动压实仪法测定了2种粗粒土多种级配土料的干密度,研究了激振时间及表面压重对粗粒土干密度的影响规律.试验表明,在试验时间(8 min)内,粗粒土干密度和相对密度都随激振时间的增加而增大,但增幅逐渐减小;激振时间达到6 min时,干密度和相对密度基本达到最大值,趋于稳定.不同压重下的粗粒土干密度测定试验结果表明,在一定的压重范围内,粗粒土干密度和相对密度都随着压重的增加而增大,且增幅逐渐减小.     

级配特征对筑坝砂砾料填筑标准的影响

筑坝砂砾料填筑标准具有级配相关性,在砂砾料筑坝施工质量控制中,目前仅以含砾量来表征级配对碾压干密度的影响,未考虑级配形状和最大粒径不同对砂砾料填筑标准的影响。为了研究这种影响,评估目前单一依靠含砾量来表征级配特征对干密度影响的合理性,设计了含砾量相同而级配曲线形状和最大粒径不同的两组级配曲线,结合实际施工振动碾压条件,通过现场密度桶法,研究了含砾量相同时不同级配形状特征和最大粒径对原级配筑坝砂砾料填筑标准的影响。研究表明,控制含砾量相同时,级配曲线形状对砂砾料最大、最大小干密度有一定影响,随级配参数m和b的增大,砂砾料的最大、最小干密度均呈现减小的趋势。在含砾量和级配参数m相同时,不同最大粒径级配的砂砾料的最大、最小干密度也有差异。表明不同级配特征和最大粒径对筑坝砂砾料填筑标准的确定有一定影响,建议结合具体工程进一步对级配特征和最大粒径对筑坝填筑标准影响的敏感性及对施工质量控制带来的影响进行评估。     

粗粒土的颗粒级配对渗透系数的影响规律研究

通过对不同级配粗粒土的渗透试验研究和相关性分析，指出粗粒士的渗透系数与反映其颗粒级配特征的不均匀系数和曲率系数存在较大的相关性，并以太沙基公式为例，将原有公式修正为与级配参数相关的函数表达式，从而体现出粗粒土渗透系数与级配特征的关系，为粗粒土的工程特性进行了有益的进一步探索性研究。     

粗粒筑坝材料现场压实质量的控制标准研究

粗粒料的压实特性主要取决于其颗粒大小、形状、级配以及母岩特性,以单一孔隙率作为粗粒料填筑设计与评价标准难以保证大坝的填筑质量.为此,利用现场振动碾压试验资料,根据振动碾压的能量原理研究了原级配粗粒料干密度极值的求取方法,并对水布垭、三板溪、江坪河等工程进行了相对密度指标复核.结果表明,对于高土石坝而言,宜在现有规范要求的基础上,适当提高堆石体的压实标准,更好地控制大坝的过量变形.     

粗粒料相对密度室内与现场试验对比分析

粗粒料最大干密度是在原型级配料基础上经过缩尺后得到的控制指标,存在明显的缩尺效应。为研究粗粒坝料相对密度室内与现场试验的差异,针对相同坝料,采用等量替代法,进行了缩尺室内试验与现场碾压试验的对比。试验结果表明:现场碾压试验过程中,由于坝料颗粒粒径更大,易于压实,且压实机械、压实能量等方面与室内试验存在差异,现场碾压试验得到的最大干密度更大,现场碾压试验得到的最大干密度为2.35 g/cm~3,室内试验得到的最大干密度为2.31 g/cm~3,小于现场碾压试验0.04 g/cm~3;现场试验最大干密度峰值对应的P_5含量为80%,室内试验最大干密度峰值对应的P_5含量为70%,随着粗粒料粒径的增加,最大干密度峰值对应的P_5含量有所增加。     

基于孔隙尺寸的粗粒土渗透系数计算方法研究

基于颗粒极限堆积状态下的平面孔隙直径和土体粒径组成,采用颗粒随机抽样组合获得了土体各孔隙直径百分含量,并进一步得到了土体最密实和最疏松状态下孔隙直径累计分布曲线CSD-D、CSD-L。通过土体实际相对密度的线性内插方式获得了土中孔隙直径累计分布曲线CSD-R,并得到相应平均孔隙直径Dmc,根据粗粒土渗透试验结果建立了渗透系数K与Dmc关系的经验公式。研究表明:CSD-R曲线同时考虑了颗粒级配和密实度对土中孔隙尺寸分布的影响,所确定的经验公式近似满足多孔介质渗流理论中渗透系数与渗流孔隙呈二次正相关性的规律。对比相关试验结果认为,该方法具有较高准确性,适用于不均匀系数Cu7且有效粒径d109.6 mm的粗粒土渗透系数估算。     

压缩过程中粗粒土渗透性变化的试验分析

为了研究影响粗粒土渗透系数大小的因素,采用实际工程用砂,通过不同条件下室内渗透试验,分别研究了粗粒土的粒径大小、干容重及相对密实度对渗透系数的影响。结果表明:对于同一粒度成分的粗粒土而言,其渗透系数随干容重的增加而减小,随相对密实度的增加而减小;在粗砂粒范围内,渗透系数随均值粒径的增大而快速增大;在细砾土粒径范围时,渗透系数随均值粒径增大的现象不显著。研究结果表明压缩作用使砂粒土渗透系数的减小较为显著,而对细砾土渗透系数的影响不明显。     

大坝混凝土的粗骨料级配

由于水坝的体积大，用来筑坝的混凝土的粗骨料粒径大，分级多，合理确定最大粒径，分级尺寸和级配十分重要，优良的粗骨料级配可显著地降低水泥用量。粗骨料级配也影响混凝土施工性能和骨料生产成本。本文论述了合理的最大粒径和分级尺寸；介绍了选择最优级配的理论和试验结果，提出了最优级配经验值。理论分析证明，间断级配优于连续级配，本文着重介绍间断级配骨料混凝土的试验结果和实用效果，并提出大坝混凝土使用间断级配的粗骨     

应用GA-BP神经网络预估砾类土的最大干密度

建立砾类土最大干密度预估模型,为控制砾类土工程填筑压实质量、选取满足工程压实性能要求的砾类土提供最大干密度预估参考。颗粒级配是决定砾类土最大干密度的关键因素,收集并整理得到92组砾类土数据,以全级配(d₁₀～d₁₀₀)作为BP(GA-BP)神经网络的输入变量,利用遗传算法优化BP神经网络的初始权值与阀值,构建基于BP神经网络和遗传算法的砾类土最大干密度预估模型,并与BP神经网络进行对比。86组训练样本预估结果的平均相对误差为0.54%,决定系数为0.983;6组检测样本预估结果的平均相对误差为0.57%,证明该网络模型泛化性能良好。采用GA-BP神经网络,由全级配能较好地预估砾类土最大干密度,收敛速度、预估精度及泛化性能均优于标准的BP神经网络模型。     

水泥稳定再生粗集料级配设计方法研究

为解决国内地方规范中水泥稳定再生粗集料级配范围较大的问题,以粒子干涉理论与最大密度曲线理论为基础,分析总结再生粗集料、天然细集料的比例及骨架密实型水泥稳定再生粗集料的合理级配范围,同时与地方规范推荐级配的水泥稳定再生粗集料的击实特性和抗压性能进行比较。结果表明:当天然细集料与再生粗集料含量之比为30%~60%时,粗集料间形成紧密嵌挤的骨架结构,内摩阻角大,天然细集料和水泥水化产物充分填充,黏聚力强,形成了骨架密实的水泥稳定再生粗集料,7 d无侧限抗压强度>3.0 MPa;水泥剂量为5%时,设计级配的水泥稳定再生粗集料的击实特性和抗压性能优于地方规范推荐级配。     

宽级配砾质土击实特性试验研究

为分析宽级配砾质土的压实特性,通过室内试验,对影响宽级配砾质土压实效果的因素进行全面总结和分析。试验结果表明,宽级配砾质土击实时干密度和含水率关系曲线呈上凸的抛物线型,具有一个最优含水率。击实后试样的最大干密度随砾石含量的增加呈现出先迅速增大,之后逐渐减小的变化规律。随着砾石含量的增加,宽级配砾质土的最优含水率先逐渐减小,之后基本稳定。     

粗粒料级配缩尺中相似比例对密度影响的试验研究

针对粗粒料密度研究中变量复杂问题,为探究不同相似比例n值对试验材料密度变化的影响规律,以红石岩堰塞坝料的两条代表性级配为研究对象,在相同的试验条件和参数标准下,分别研究不同变量指标对密度的影响。结果显示:最大干密度和最小干密度均随相似比例n值的增加呈先增加后减小的变化趋势;同时,由于相似比例n值的不同引起了其它级配特征值的变化,材料P5含量在小于30%范围内变化时对最大干密度的影响较为明显,随P5含量的增大呈增大趋势;Cu/Cc对密度的影响与P5相似,下凹型级配中最大干密度和最小干密度随中值粒径d50增大呈先增大后减小,总体趋于减小的变化规律。结果表明:相似比例n值会影响材料之间粗细颗粒的填充关系,对下凹型级配曲线密度产生明显影响,对平均级配曲线影响较小,室内试验时需选择适宜的相似比例。     

骨料级配优化对混凝土胶凝材料用量的影响

骨料级配优化对于改善混凝土工作性能和节省胶凝材料用量具有重要的意义。该文分别对粗细骨料级配进行优化得到堆积密度大、空隙率小的细骨料和粗骨料,并分2种类型（直卸、泵送）和3种标号（ C20、 C25、 C30）进行混凝土配合比试验对比骨料级配优化前后单方混凝土胶凝材料用量,最后通过实例进行验算。试验结果表明,当砂中0.315 mm以下细砂含量控制在一定比例,并在连续级配的5～31.5 mm碎石或5～25 mm碎石中掺入一定比例的5～10 mm石时,每m3混凝土中胶凝材料用量均可得到一定程度的降低,与理论验算结果较为吻合。骨料级配优化可操作性强,适合在混凝土生产企业中推广。