巖土工程師備考資料:坡形與坡度(3)


室內擊實試驗是將某一含水量的土樣分三層填入擊實筒內,每填一層后用擊錘在一定落距下,夯擊至規(guī)定次數,然后測定擊實筒內經分層夯實土的濕重力密度及含水量值,并換算成干重力密度值;再換一種含水量的土樣,重復上述試驗內容,又可得出一組擊實土含水量與干重力密度值。如此重復6次,可獲得6組含水量與干重力密度(干容重)試驗數據,繪制成土料的擊實特性曲線,如圖9.1-2所示。從擊實曲線上可以得出,該土料的最優(yōu)含水量Wop=20%,最大干重力密度 dmax=16.7kN/m3。對于同一種土料,由于壓實功提高,其最大干重力密度會提高,最優(yōu)含水量會減小,亦即壓實能量大的曲線,將位于壓實能量小的曲線左上方。
目前國內常用的擊實儀主要部件規(guī)格如表9.1-8所示。輕型擊實試驗的單位體積擊實功約592.2 kN.m/m3,這相當于一般大中型填土工程的壓實能量。當需要將土壓實到更高的密實度,以增加土的強度、減少土的變形,施工現場需采用重型碾壓機具。為了對應現場的碾壓情況,在室內也應使用擊實功能大的重型擊實儀,重型擊實試驗的單位體積擊實功約2684.9kN.m/m3。當試驗用的土中,含有粒徑大于5mm部分土重超過總土重30%時,應采用直徑為15cm的大擊實筒,但用大擊實筒試驗時,土樣中所含最大粒徑也不得超過 40mm。對于重要的大型填方壓實工程,除進行上述室內擊實試驗外,也必須在現場進行碾壓試驗,以便相互校對試驗成果。
表9.1-8 擊實儀主要部件規(guī)格表
實驗方法 |
錘底直徑(mm) |
錘質量(kg) |
落高(mm) |
擊實筒 |
護筒高度 | ||
內徑(mm) |
筒高(mm) |
容積(cm3) |
(mm) | ||||
輕型 |
51 |
2.5 |
305 |
102 |
116 |
947.4 |
50 |
重型 |
51 |
4.5 |
457 |
152 |
116 |
2103.9 |
50 |
對于土工構筑場地或填土地基,壓實后的每層填料均應進行現場質量控制。考慮到在現場施工的各種條件影響,往往達不到室內擊實試驗所確定的最大干重力密度值。工程師應根據實際工程需要,確定施工中應控制的壓實系數。壓實系數定義為施工控制干重力密度d與擊實試驗的最大干重力密度dmax之比值。
【例題7】在對某土進行擊實試驗時,需對( )組不同含水量的土樣進行試驗,以便繪制土的擊實特性曲線,確定最優(yōu)含水量。
A、2;
B、4;
C、6;
D、8;答案:C
【例題8】采有輕型擊實標準時,一般情況下,對于粘性土的最優(yōu)含水量,可相當于其( )的含水量。
A、天然;
B、液限;
C、塑限;
D、液限的65%;
答案:C
【例題9】對某土樣進行擊實試驗,可以直接測定的指標有( )。
A、土樣含水量;
B、壓實系數;
C、最大干密度;
D、最小干密度;
E、土樣的濕重力密度;
F、土樣的干密度;
答案:A、E
5 排水設計
降落到地面的大氣降水,一部分形成地表徑流,另一部分滲入地層形成地下水(上層滯水、潛水或承壓水等)。路基排水系統(tǒng)設計的目的,是攔截路基上方的地面水和地下水,迅速匯集基身內的地面水導入排水通道,并將其宣泄到路基的下方,以免浸濕基身而降低其強度和穩(wěn)定性。對于路基下方,則應妥善處理路基上方宣泄下來的水流或者路基下方水道內的水流,防止沖刷路基坡腳危及路基穩(wěn)定性。
攔截、匯集、攔蓄、引導和宣泄水流的排水設施有:
(1)各種溝渠
截水溝,或稱天溝。設置在路基的上側山坡上,用以攔截并排除流向路基的地面水,以防浸濕和沖刷路塹邊坡或山坡上的路堤;
邊溝。設置在路塹的路肩外側及山坡路堤的上方一側,或平坦地段低矮路堤的兩側,用以匯集并排除路面、路肩表面、路塹邊坡面或路堤坡腳的地面水,以減輕對路面和路基浸濕程度;
排水溝。把截水溝和邊溝內匯集的水排引到附近的橋涵、河谷或遠離路基的低洼地去。
(2)各種蓄水構造物
阻水堤。當不宜采用截水溝來排除上側山坡的地面水時,可在路基上側山坡上設置阻水堤,用以把水攔蓄在山坡上,就地滲透和蒸發(fā);
蓄水池。當截水溝或邊溝內匯集的水無法排引出路基時,可在路旁設置蓄水池用以攔蓄,使之自然滲透或蒸發(fā)。
(3)各種地下排水構造物
明溝。設置在路基上方,用以攔截、引排或降低埋藏不深的淺層地下水,兼起截排地面水的作用;
滲溝。或稱暗溝,設在邊坡坡體或山坡上,用以疏干、引排坡體內的地下水。
(4)各種泄水構造物
穿越路基將路基上方的水流宣泄到下方,如橋梁、涵洞、滲水路堤和過水路面等。
(5)河道整治工程
改善河道水流狀況和防止沖刷路基下方的構造物,如導流壩、人工渠道等。
路基上方、基身和下方,為完成各自的排水任務,需采用不同的排水設施,把全部地面水有效地攔截、匯集、引導和宣泄到路基范圍之外,組成一個排水系統(tǒng),使各處的水流都有歸宿,并順暢地由路基上方流至下方。
【例題10】在以下各種排水設施中,屬于泄水構造物的是( )。
A、邊溝;
B、明溝;
C、滲溝;
D、橋梁;
E、涵洞;
答案:D、E
具體布置時,一般可按下列步驟進行:
(1)把主要流向路基的天然溝和排水溝規(guī)劃成橫向排水系統(tǒng)(垂直路線方向);
(2)為攔截山坡水流,作成縱向排水系統(tǒng),并匯集而排入橫向排水系統(tǒng),或者攔蓄山坡水流,作成縱向蓄水系統(tǒng);
(3)在橫向和縱向排水溝渠之間的山坡上,根據面積大小和地形,確定是否需要設置支溝和各種排水溝渠以構成排水網絡;
(4)在路基兩側設置邊溝、排水溝等,或利用取土坑排水,以保證路基經常干燥;
(5)選定橋涵的位置,并使這些溝渠同橋涵聯成網;
(6)考慮是否需要設置地下排水系統(tǒng)。
路基排水系統(tǒng)的設計,應按一般路段和特殊路段區(qū)別對待。在一般路段上,水流的危害較小,排水設計可簡單些,僅須擬定一些主要原則,并分別在橫縱斷面圖上和工程數量表上注明,交由施工單位具體掌握。而對地質和水文條件復雜的或者已產生嚴重路基病害的路段,則應單獨進行排水設計,在平面圖上具體布置排水系統(tǒng),確定各項排水設備的平面位置、排水方向、構造、出入口、縱坡等。路基排水系統(tǒng)的設計參見有關規(guī)范。
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