[发明专利]一种含大块石土密度原位测试的方法

说明书

本发明提供了一种含大块石土密度原位测试的方法，其实施过程如下：选定有代表性的平整场地，开挖去除表面松散土层，根据土样最大粒径确定试坑直径和深度，开挖试坑，称取挖出土样质量；将弹性气囊放入试坑内，借助体积刚性气囊向弹性气囊多次充气时，气体的物质的量的累加，以弹性气囊体积代替试坑体积的方法，计算出试坑体积(即，土样原位体积)，以此来计算土样密度。本发明基于理想气体的状态方程，借助体积刚性气囊向弹性气囊多次充气的方法，测量试坑体积，进一步计算出含大块石土土样密度；在针对土样最大粒径较大时，具有无需砂源、水源，测量装置便携，试验简便易于实施的优点。

技术领域

本发明涉及一种含大块石土密度原位测试的方法，属于土工试验技术领域，具体涉及一种基于理想气体状态方程的含大块石土密度原位测试的方法。

背景技术

我国西部地区山地分布广泛，随着国民经济的发展，城市化的不断推进，“开山造地”成为了我国西部山区获得平整土地的重要手段。针对西部山区，在开挖过程中，会形成大量大块石，就地取材使用大块石作为填方工程填料经济便捷。

在填筑过程中，土体密度一直是评价土体加固效果的重要指标，现有的原位密度测试方法，主要有环刀法、灌砂法、灌水法。其中环刀法适用于细粒土。针对含大块石土，土样最大粒径均大于0.2m，有时最大粒径可达0.5m，为保证密度测试结果不受颗粒分布影响，具有代表性，其取土试坑直径和深度均在2m左右。如使用传统的灌砂法、灌水法，需称量超过6立方米的砂或水，从原料获取到称量均存在困难，特别针对远离砂源、水源的地区更加难以实施。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种含大块石土密度原位测试的方法，该含大块石土密度原位测试的方法解决了现有原位密度测试方法针对含大块石土密度测试时实施困难的问题。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种含大块石土密度原位测试的方法，包括以下步骤：

①准备刚性气囊和弹性气囊，选择需要开挖试坑的场地；

②平整场地，去除需开挖试坑场地表面的松散土层，并确定需开挖的试坑的直径和深度；

③根据确定的试坑直径和深度，获取试坑，并将已松动的土样全部取出，称取土样质量m；

④对刚性气囊进行充气，记录此时的气压和温度；

⑤将弹性气囊放入试坑内，并将刚性气囊中的气体全部压入弹性气囊中；

⑥在弹性气囊上覆盖刚性平板，记录此时的气压和温度；

⑦计算土样密度；

所述刚性气囊上设有第一充气排气管，第一充气排气管的一侧依次设有第一温度计和第一气压表；所述弹性气囊内插接有第二温度计和第二气压表，在弹性气囊的边沿设有第二充气排气管，第二充气排气管的一端与弹性气囊连通，另一端设有气管连接口。

所述步骤①中，选择一块2m×2m的平整场地。

所述步骤②中，按含大块石土最大粒径的4倍和5倍分别确定试坑直径和深度。

所述步骤③中，按确定的试坑直径和深度进行开挖取样，将试坑底面开挖为锅底形状，并称取含大块石土土样质量m。

所述坑底为光滑的圆弧形，表面没有突起凹陷。

所述步骤④中，对刚性气囊进行充气，使刚性气囊充分鼓胀，记录此时的第一气压表读数P_i，第一温度计读数T_i(K)，其中，i为充气次数，第一次充气i取1，第二次充气i取2，第l次充气i取l。

所述步骤⑤中，将弹性气囊放入试坑内，连通第一充气排气管和第二充气排气管，将刚性气囊中的气体全部压入弹性气囊中，关闭第二止气阀。