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          落球檢測在土石壩的夯實管理中的應用

          教育裝備采購網 2010-05-17 15:32 圍觀248次

          概 要:在土石壩以及堤防,道路,鐵道等的建設中,對于填土的質量管理是十分重要的。但是,由于不同土體的粒徑,剛度變化大,目前尚缺乏一種適用于廣泛土質材料的快速檢測技術。本文提出了一種基于赫茲沖擊理論的快速檢測技術(落球檢測技術,簡稱FBI)。該技術用一個剛性球體從一定高度落下,通過計測其與土體的沖擊過程來推算對象土體的壓縮模量。由于其壓縮應變較大,并考慮了土體的塑性特征,使得其測試結果安定可靠并具有很高的測試效率。經過幾十個對比試驗的驗證,表明了該技術可適用于從粘土到礪石,水泥土的較為廣泛土質材料。最后,本文還介紹了該技術在一座土石壩心墻材料施工管理中的應用實例。

          關鍵詞:
          土石壩,填土,質量管理,落球檢測技術

          落球檢測技術的原理

              我們開發了新的 “落球檢測”的技術。將一個內置傳感器的球體或球冠(先端曲率半徑10cm,重12-18kg,鋁制或鐵制),從一定的高度(一般為50cm)落到對象材料上,通過測試其與地基材料的碰撞過程(接觸時間等參數)來推算材料的變形特性。

              其中,最主要的測試參數為接觸時間。當然,在硬的地基上,球和地基的接觸時間要比在軟的地基上更短。根據測試的接觸時間,利用Hertz 沖擊理論(式1)[5],通過數值計算,可以直接直接計算材料的變形特性。

           落球檢測技術的特點

          (1) 出色的工作性:只是讓球落下的試驗,能實時得到測量結果。一點的工作時間是10 秒左右,15 分種實際檢測了100 點。

          (2) 適用材料:該技術能適用于從軟弱粘土~硬質礫巖在廣大范圍的材料。同時,按照對象材料的粒直徑和剛性等,通過改變落下機構(球)的尺寸可以構筑最適合的系統,而無需重復進行過多的相關性試驗。

          (3) 檢測精度:本檢測技術的測量過程中,地基材料的應變水平很大(大概數百分比左右),因此材料的變形特性和強度特性充分地發揮,從而在理論保證了能得到較高精度。并且,根據地基材料的特性(壓縮特性和粘性),對分析手法的改良,球·測量系統的最優化,和多回數檢測結果處理手法的改善等,大幅度提高了檢測精度。同時,長期以來困擾的,落下式檢測技術在碰上大粒徑材料時檢測結果偏大的問題,也得到了很好的解決。

          (4) 檢測范圍:根據種種的討論結果,在現有式樣的條件下(先端曲率半徑10cm,重12-18kg),有效檢測范圍推定為表層開始到深度20cm 左右。如果需要更深的檢測范圍,則需要采用更大的球體。

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