2019年水利水電工程師考試考點(diǎn)：土石壩填筑的施工碾壓實(shí)驗(yàn)

一、壓實(shí)機(jī)械

分為靜壓碾壓、振動(dòng)碾壓、夯擊三種基本類型。其中靜壓碾壓設(shè)備有羊腳碾、氣胎碾等;夯擊設(shè)備有夯板、強(qiáng)夯機(jī)等。如圖。

二、土料壓實(shí)作用外力示意圖

不同機(jī)械其土料壓力大小隨作用時(shí)間而變化的情況不同，具體如圖。

三、土料填筑標(biāo)準(zhǔn)

(一)黏性土的填筑標(biāo)準(zhǔn)

黏性土的填筑標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以壓實(shí)度和最優(yōu)含水率作為設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。設(shè)計(jì)最大干密度應(yīng)以擊實(shí)最大干密度乘以壓實(shí)度求得(13年案例)。不同壩型對(duì)壓實(shí)度的要求不同。

【知識(shí)拓展：壓實(shí)度是填土工程的質(zhì)量控制指標(biāo)。一是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)得的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際干密度，此為試樣干密度即為設(shè)計(jì)干密度，設(shè)為A密度。二是由擊實(shí)試驗(yàn)后所得的試樣最大干密度，即為擊實(shí)最大干密度，設(shè)為B密度。實(shí)際壓實(shí)度=A/B。用此數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的壓實(shí)度比較，即可知道土的壓實(shí)程度是否達(dá)到了質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)】

【注：題目中一般給出一個(gè)大數(shù)值為擊實(shí)最大干密度，對(duì)應(yīng)著多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)給出的設(shè)計(jì)干密度，讓求壓實(shí)度】

壓實(shí)度界限值表 表1F415010-2

壩型壓實(shí)度

1級(jí)、2級(jí)壩和高壩98%～l00%(13年單選)

3級(jí)中低壩及3級(jí)以下的中壩96%～98%

設(shè)計(jì)地震烈度為8度、9度的地區(qū)，宜取上述規(guī)定的大值

【注：與建筑物級(jí)別劃分的結(jié)合考查】

(二)非黏性土的填筑標(biāo)準(zhǔn)

砂礫石和砂的填筑標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以相對(duì)密度為設(shè)計(jì)控制指標(biāo)，具體界限值見(jiàn)表1F415010-3。

相對(duì)密度界限值表 表1F415010-3

材料相對(duì)密度

砂礫石不應(yīng)低于0.75

砂不應(yīng)低于0.7

【注：反濾料的填筑標(biāo)準(zhǔn)宜為0.7】

【例題4】某水庫(kù)總庫(kù)容為5億m3，設(shè)計(jì)地震烈度為8度，相應(yīng)其均質(zhì)土壩壓實(shí)度宜采用( )。【2013】

A.96%

B.97%

C.98%

D.100%

【答案】D

【解析】根據(jù)題意，該水庫(kù)工程等別為Ⅱ級(jí)，其主要建筑物為2級(jí)。1級(jí)、2級(jí)壩和高壩的壓實(shí)度應(yīng)為98%～100%，3級(jí)中低壩及3級(jí)以下的中壩壓實(shí)度應(yīng)為96%～98%。設(shè)計(jì)地震烈度為8度、9度的地區(qū)，宜取上述規(guī)定的大值。

【例題5】【2013年】

【背景資料】

某河道治理工程主要建設(shè)內(nèi)容包括河道裁彎取直(含兩側(cè)新筑堤防)、加高培厚堤防、新建穿堤建筑物及跨河橋梁。堤防級(jí)別為1級(jí)。堤身采用黏性土填筑，設(shè)計(jì)壓實(shí)度為0.94，料場(chǎng)土料的最大干密度為1.68g/cm3。在堤防填筑過(guò)程中，施工單位對(duì)已經(jīng)壓實(shí)的土方進(jìn)行了質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表。

土樣編號(hào)1234567

干密度(g/cm³)1.601.651.631.591.651.531.59

壓實(shí)度A0.98B0.950.980.910.95

【問(wèn)題】計(jì)算表3中A、B的值(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù));

【答案】A=0.95;B=0.97

四、壓實(shí)參數(shù)的確定

(一)土料填筑壓實(shí)參數(shù)

碾壓機(jī)具的重量、含水量、碾壓遍數(shù)及鋪土厚度等，對(duì)于振動(dòng)碾還應(yīng)包括振動(dòng)頻率及行走速率等。

(二)黏性土料壓實(shí)含水量

可取ω1=ωp+2%;ω2=ωp;ω3=ωp-2%三種進(jìn)行試驗(yàn)。ωp為土料塑限。

【知識(shí)拓展：塑限是指黏性土處于可塑狀態(tài)與半固體狀態(tài)之間的界限含水率，也就是可塑狀態(tài)的下限含水率】

(三)碾壓實(shí)驗(yàn)關(guān)系曲線參數(shù)

選取試驗(yàn)鋪土厚度和碾壓遍數(shù)，并測(cè)定相應(yīng)的含水量和干密度，作出對(duì)應(yīng)的關(guān)系曲線(圖1F415013-2)。再按鋪土厚度、壓實(shí)遍數(shù)和最優(yōu)含水量、最大干密度進(jìn)行整理并繪制相應(yīng)的曲線(圖1F415013-3)。黏性土與非黏性土碾壓實(shí)驗(yàn)的關(guān)系曲線參數(shù)不同

【例題】土石壩土料填筑壓實(shí)參數(shù)主要包括( )。

A.碾壓機(jī)具重量

B.相對(duì)密度

C.鋪土厚度

D.碾壓遍數(shù)

E.含水率

【答案】ACD

【解析】土料填筑壓實(shí)參數(shù)主要包括碾壓機(jī)具的重量、含水量、碾壓遍數(shù)及鋪土厚度等。

【例題】非黏性土料的碾壓試驗(yàn)，需作出( )的關(guān)系曲線。

A.干密度

B.壓實(shí)遍數(shù)

C.鋪土厚度

D.含水量

E.強(qiáng)度

【答案】ABC

【解析】本題考查的是土方填筑技術(shù)。對(duì)非黏性土料的試驗(yàn)，只需作鋪土厚度、壓實(shí)遍數(shù)和干密度的關(guān)系曲線。

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