堆石坝碾压密度值附加质量法测试精度研究.pdfVIP

2008年第4期 水 电勘测 设 it 总第68期 堆石坝碾压密度值附加质量法测试精度研究 尹学林 (中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院，贵州 贵阳 550081) 摘 要：文章介绍了附加质量法测定堆石体密度值的基本原理，主要技术参数承压板面积、附加质量系统、激振系统等 的选择配置与测试精度的对应关系，结合洪家渡水电站大坝堆石体密度试验与主体工程堆石体密度测试结果，说明该 方法测试应 用效果及特点。 关键词：堆石坝密度值；附加质量法测试；技术参数研究；工程应用；效果评价 0 前言 次堆石料和堆石 自由排水区等类型，其粒径(D)一般在 为保证大坝填筑质量，根据堆石坝填筑规范的要 30～800mm之间，最大粒径 (Dmax)约800ram左右，附 求，在堆石坝施工过程中需要对填筑坝体施工质量进 加质量法测试中，承压板的大小直接决定堆石体参振质 行原位实时检测。过去传统的施工质量控制方法使 量的多少，在测试中对于不同类型的堆石体，应选择与 用人工挖坑密度测试，进度慢、抽样率低，很难满足如 之相适应的承压板面积，使参振体具有一定的体积和质 今高大坝体、多仓面、高强度的快速施工要求，尤其是 量，测试结果才具有真实性和代表性。 巨粒土 (60～800mm)堆石坝体，开挖的试坑尺寸大， 实验中，使用承压板厚度为25mm，面积为0．5× 开挖料多，费时费力，难以实施。 0．5m、0．8×0．8m、1．0×1．0m和 1．2×1．2m 四种 附加质量法测试堆石体密度是一种原位、快速的 规格的正方形钢板，分别在小粒径的垫层料 (Dmax= 尢损检测新技术，能充分满足现代施工条件下高抽样 40mm)和大粒径的主堆石料 (Dmax=800mm)中各进 率、全程实时检测的要求。 行6组测试，计算出各点的附加质量法密度，并与挖坑 法密度进行对比分析，找出堆石体类型与承压板面积 1 原理与技术 的对应关系，根据堆石体的类型选择最佳的承压板面 依据单 自由度理论模型，将附加质量、压板和压 积，具体成果见表 1和图 1，从表 l和图 1中可以 板下参振体质量等效为弹簧振子，压板以下一定范围 得 出： 的弹塑性地基等效为一根弹簧，实际构造模型与理想 (1)垫层料中，承压板面积大小的变化对附加质 模型的差别在于弹簧体上，弹性地基是具有质量和体 量法测试密度值影响较小，承压板面积在0．5×0．5— 积的，为了解决这个因素，通过试验研究，将振子等价 1．2×1．2m 范围均能满足实际要求。 于一个变动的多级质量体 (m。+,am)，测出各级质量 (2)主堆石料中，承压板面积大小的变化对测试 下所对应的参振体系的自振频率厂，根据厂与 (m。+ 密度影响较大，由于堆石料颗粒大小的不均匀性，需 △m)的关系，即可求得压板下的参振质量 7／,0／；然后，令 要承压板面积达到一定的尺寸，测试结果才稳定，才 ‰ 的振动动能等于压板下介质(堆石体)振动动能的 能满足测试要求。从图1中可以看出，承压板面积在 积分，即可建立压板下密度解析式： 0．5×0．5m 和0．8×0．8m 时，测试值杂乱无规律性； m ,0 承压板面积在 1．0×1．0m 和 1．2×1．2m 时，其测试 ， ． 、