一种浸水环刀法检测干压风积砂路基压实度的方法

摘要

本发明公开了一种浸水环刀法检测干压风积砂路基压实度的方法，包括如下步骤：整平路基的风积砂层表面；将透水布浸湿后平铺于风积砂层表面，并在透水布上持续淋水，使水渗入透水布覆盖区域的风积砂层，待风积砂层被浸湿足够深度后，撤掉透水布；将环刀刃口垂直向下压入浸湿的风积砂层，在环刀的中空腔内填满风积砂层样本后，沿环刀底部的外壁将环刀挖出并清理环刀外侧使样本体积等于环刀中空腔容积；将环刀与风积砂层样本一并称重后，计算获得风积砂层样本湿润状态的湿密度；再通过检测风积砂层样本的含水率，计算获得风积砂层样本的干密度，进而计算得出风积砂层样本的压实度。实现便于取样、快速检测和降低检测误差的效果。

说明书

技术领域

本发明属于路基压实度检测技术领域，尤其涉及一种浸水环刀法检测干压风积砂路基压实度的方法。

背景技术

沙漠地区存在大量风积砂，利用风积砂填筑路基可就地取材降低道路工程的成本；并且使用干压法施工还可节约沙漠地区的水资源。风积砂作为路基填料，具有整体强度高，沉降量小并且均匀，回弹模量波动小等优点，也存在天然含水率低、无粘结性、级配差、保水性差等缺点。风积砂在干燥或者含水的状态下，均可以表现出较大的密度，从而在密度和含水量图上形成双峰曲线，这是其它路基填料不具有的特性。

路基压实度是道路工程施工质量管理最重要的内在指标之一，压实度指筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比。干密度指的是土的孔隙中完全没有水时的密度，通过密度和含水率计算得来。标准最大干密度指的是按照标准击实试验方法，筑路材料在最佳含水量时得到的干密度。因此，检测风积砂填筑的路基质量，就需要对风积砂层进行取样，检测样本的湿密度和干密度，从而计算得出风积砂填筑路基的压实度。

目前，对干压法填筑的风积砂路基压实度的检测，一般采用灌砂法或者环刀法。采用灌砂法检测压实度时，操作步骤繁琐且试坑极易塌陷，既存在较大的误差风险，又耗费大量的时间。当采用环刀法检测压实度时，风积砂的无粘结性会导致其无法在环刀的中空腔内粘结固形，不但取样困难，还会因取样过程中样本散落造成严重的检测误差。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种浸水环刀法检测干压风积砂路基压实度的方法，通过浸湿风积砂层的方式使环刀取样时样本能够在环刀的中空腔内固形，降低取样难度，减小检测误差，同时还可提升检测速度。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种浸水环刀法检测干压风积砂路基压实度的方法，包括如下步骤：

步骤一：整平路基的风积砂层表面；

步骤二：将透水布浸湿后平铺于风积砂层表面，并在透水布上持续淋水，使水渗入透水布覆盖区域的风积砂层，待风积砂层被浸湿足够深度后，撤掉透水布；

步骤三：将环刀刃口垂直向下压入浸湿的风积砂层，在环刀的中空腔内填满风积砂层样本后，沿环刀底部的外壁将环刀挖出并清理环刀外侧使样本体积等于环刀中空腔容积；

步骤四：将环刀与风积砂层样本一并称重后，计算获得风积砂层样本湿润状态的湿密度；

步骤五：再通过检测风积砂层样本的含水率，计算获得风积砂层样本的干密度，进而计算得出风积砂层样本的压实度。

通过上述方案，本发明至少得到以下技术效果：

本发明的浸水环刀法检测干压风积砂路基压实度的方法，利用风积砂在干燥状态或含水状态均具有高密度峰值的特点，得出风积砂在浸水前干燥状态与浸水后含水状态的密度变化规律。在进行环刀取样前，先通过透水布作为均匀渗透水分的媒介，在不扰动风积砂层的前提下，将水缓慢渗透进风积砂层内，将无粘结性的干燥风积砂预处理为含水状态的风积砂。水分子能形成完整的水膜，充分包裹风积砂颗粒，使风积砂颗粒间的内摩擦力下降，同时在毛细作用下产生互相吸引的效果，从而让风积砂颗粒产生粘结性易于成型。再进行环刀取样时，含水状态的风积砂层样本可在环刀的中空腔内固形方便取样，并且样本不易散碎掉落，减小检测误差。

优选的，步骤二中，将透水布浸湿后，将其拧干至不滴水的状态，再展开平铺在风积砂层表面。

优选的，步骤二中，用于淋水的洒水装置出水口距离透水布的高度为1-5cm。

优选的，步骤二中，通过在透水布上淋水的总水量和水渗入风积砂层后静置的时间控制风积砂层被浸湿的深度，并使风积砂层被浸湿的深度大于环刀高度。

优选的，撤掉透水布后，刮除风积砂层表面1cm厚度以再次整平风积砂层。

优选的，步骤三中，通过环刀获取风积砂层样本时，通过下压环刀使风积砂层样本从环刀顶部端口凸出至少2cm；在取出环刀后，将环刀顶部端口处的凸出部分刮平。

优选的，步骤三中，将环刀压入风积砂层取样前，先对环刀进行清理，再进行称重和容积检测。

本发明的有益效果为：

利用风积砂的特性，在环刀取样前，先通过缓慢渗透的方式浸湿风积砂层，使风积砂层取样区域呈含水状态，提升风积砂颗粒间的粘结性。再使用环刀取样可避免样本易散碎的问题，进而实现便于取样、快速检测和降低检测误差的效果。

附图说明

图1为本发明在一实施例中提供的浸水环刀法检测干压风积砂路基压实度的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种浸水环刀法检测干压风积砂路基压实度的方法，包括如下步骤：

步骤一：在路基的风积砂层表面划定检测区域，并在改该检测区域内对风积砂层表面进行整平处理。由于本实施例中采用直径为70mm、高度为52mm的环刀进行取样，因此划定的检测区域为边长50cm的正方形区域。值得注意的是，整平处理时不能扰动风积砂层的内部，因此只采用平刮的方式，轻刮风积砂层表面。

步骤二：将透水布浸没于水中完全浸湿后捞出拧干，使透水布呈潮湿但不滴水的状态再展开平铺于检测区域内的风积砂层表面。利用喷壶等洒水装置将水淋于透水布上，水会先沿透水布水平漫延再向下渗入风积砂层，透水布可作为扩散渗透范围并提升渗透均匀度的媒介。而将透水布预先处理为潮湿的饱和状态，便于控制渗水量，可通过控制淋在透水布上的水量和时间来控制风积砂层的浸湿深度。

在淋水过程中，需保持喷壶等洒水装置的出水口与透水布之间高度差在1-5cm的范围内。若出水口高度过高则会造成水的势能转动能增加，对透水布下方的风积砂层产生冲击而扰动风积砂层内部，影响压实度检测结果。

通过淋在透水布上的总水量和渗透时间可估算出透水布下方风积砂层被水浸湿的深度，本实施例中，淋水的总水量为3.3kg，待水全部渗入砂层后再静置5分钟，使水分渗透得更深更均匀，将风积砂层被浸湿的深度控制在20cm左右，满足高度为52mm的环刀取样所需深度即可。

在确认风积砂层被浸湿的深度已能够满足环刀取样所需后，可撤掉透水布。但与透水布接触的风积砂层表面仍然会存在被淋水、渗水或盖压破坏平整性的问题，因此需要对风积砂层的表面进行再次整平。同样遵循不扰动风积砂层内部的原则，采用平刮的方式，刮去1cm厚度的风积砂形成新的平整表面。

步骤三：先将环刀清理干净并进行称重和容积检测，再将环刀刃口垂直向下压入浸湿的风积砂层内，随着环刀的下移，被环刀环切隔离的部分风积砂进入环刀的中空腔内作为风积砂层样本。持续将环刀下压，直至风积砂层样本凸出于环刀顶部端口2cm以上，停止对环刀的下压。沿环刀底部的外壁将环刀连带其内部的风积砂层样本一并挖出，分别刮平环刀顶部端口的凸出的风积砂和环刀刃口部分凸出的风积砂，再将环刀外壁清理干净，获得环刀与含水状态风积砂层样本的组合体。

步骤四：对环刀与含水状态风积砂层样本的组合体进行整体称重，再减去环刀的单独重量，获得含水桩体风积砂层样本的重量。环刀的容积即为风积砂层样本的体积。根据密度公式可计算出含水状态风积砂层样本的湿密度。

步骤五：检测含水状态风积砂层样本的含水率，根据干密度计算公式，可通过湿密度与含水率计算得出风积砂层样本的干密度。压实度即为干密度与标准最大干密度之比。

以上实施方式中的各种技术特征可以任意进行组合，只要特征之间的组合不存在冲突或矛盾即可，但是限于篇幅，未进行一一描述。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变动。