[发明专利]一种粗颗粒土填料土体结构类型的测定方法

权利要求书

1.一种粗颗粒土填料土体结构类型的测定方法，包括如下步骤：

①对填料试样进行颗粒粒径分组，填料试样的颗粒粒径分组由最大粒径D_max开始依次递减进行划分，每个粒径组的最小粒径D_i-1和最大粒径D_i的比值D_i-1/D_i为0.5～0.75，最小一级粒径组的最大粒径为D₁，最小粒径为D₀＝D_min；

②确定填料试样的级配和最大干密度，通过筛分试验得到填料试样中各粒径组的颗粒质量占总质量的百分比，由粗颗粒土的最大干密度试验得到填料试样的最大干密度ρ_d max；

③剔除填料试样中最小一级粒径组即粒径范围为(D₀，D₁)的颗粒，由粗颗粒土的最大干密度试验得到剩余颗粒试样即粒径范围为(D₁，D_max)颗粒试样的最大干密度ρ_d max，p1；

④确定粒径范围为(D₁，D_max)的颗粒在填料试样中的最大干分布密度ρ_f max，p1，ρ_f max，p1由以下公式(1)计算得到：

ρ_f max，p1＝ρ_d max×p₁        …………………(1)

式中：p₁是粒径范围为(D₁，D_max)的颗粒在填料试样中所占的质量百分比，由步骤(2)的筛分试验得到；

⑤计算ρ_d max，p1与ρ_f max，p1之间的差值百分比β₁，β₁由以下公式(2)计算得到：

β1=ρdmax,p1-ρfmax,p1ρdmax,p1×100%···(2);]]>

⑥若β₁＞3％，则填料土体结构就是悬浮密实结构，试验结束；若β₁≤3％，则填料土体结构为骨架结构，继续下一步骤；

⑦确定骨架颗粒的粒径范围，重复步骤③～⑤继续剔除剩余颗粒试样中的最小一级粒径组即粒径范围为(D_i-1，D_i)(i＝2，3，4…)的颗粒，由粗颗粒土的最大干密度试验得到剩余颗粒试样即粒径范围为(D_i，D_max)颗粒试样的最大干密度ρ_d max，pi，由公式(1)计算得到对应的ρ_f max，pi，最后通过公式(2)计算得到β_i；若β_i≤3％，还需继续重复步骤③～⑤，直到β_i＞3％，即得骨架颗粒的粒径范围为(D_i-1，D_max)、填充颗粒的粒径范围为(D₀，D_i-1)，停止剔除颗粒，继续下一步骤；

⑧计算填料试样为最密实状态时，填料试样中骨架颗粒之间的间隙率V_min，p(i-1)及填充颗粒在填料试样中的最大干分布密度ρ_{f max，r(i-1)}，分别由以下公式(3)和公式(4)计算得到：

Vmin,p(i-1)=1-ρfmax,p(i-1)ρa,p(i-1)···(3)]]>

ρ_{f max，r(i-1)}＝ρ_d max-ρ_{f max，p(i-1)}  …………………(4)

式中：ρ_a，p(i-1)为骨架颗粒的毛体积密度，由颗粒密度试验得到；

⑨计算填料试样为最密实状态时，填充颗粒在骨架颗粒间隙中的干密度ρ_{s max，r(i-1)}，ρ_{s max，r(i-1)}由以下公式(5)计算得到：

ρsmax,r(i-1)=ρfmax,r(i-1)Vmin,p(i-1)···(5);]]>

⑩计算ρ_{d max，r(i-1)}与ρ_{s max，r(i-1)}之间的差值百分比α_i-1，α_i-1由以下公式(6)计算得到：

αi-1=ρdmax,r(i-1)-ρsmax,r(i-1)ρdmax,r(i-1)×100%···(6)]]>

式中：ρ_{d max，r(i-1)}为填充颗粒的最大干密度，根据填充颗粒所属的土类，由相应的土工试验得到；

(11)若α_i-1＞3％，则填料土体结构为骨架孔隙结构；若α_i-1≤3％，则填料土体结构为骨架密实结构。

2.如权利要求1所述一种粗颗粒土填料土体结构类型的测定方法，其特征是：所述步骤①中，若填料试样中有小于0.075mm的颗粒，则D₁＝0.075mm，D₀＝0。