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1、风积沙相对密度的试验研究土石方机械与施工技术EarthworkMachinery&ConstructionTechnology风积沙租对密度的效验研究王益桂,李世芳(1.新疆兵团勘测设计研究院,新疆乌鲁木齐830002;2.新疆建通工程建设监理公司,新疆乌鲁木齐830002)摘要:通过对风积沙相对密度的最大干密度进行室内试验,提出取得风积沙相对密度最大干密度的合理振动时间以及相对密度在风积沙中的适用范围.这对于利用风积沙进行筑路的试验,设计及施工有一定的指导意义.关键词:风积沙;相对密度;最大干密度;振动时间中图分类号-U416文献标识码:A文章编号:1000033X(2005)040
2、04902Researchontherelativedensitytestofeolian-sandWANGYigui,LIShifang(1.XinjiangBingtuanPlaning&DesignandResearchInstitute,Urumqi,830002,China;2.XinjiangJiantongEngineeringConstructingCo.Ltd.,Urumqi830002,China)Abstract:Basedonthemaximumdryunitweightofrelativedensityabouteoliansand,theresonablev
3、ibrationtimeandapplicationscopeofeoliansandmaximumdryunitweightinrelativedensitytestayepresent-ed.Ithasguidanceforthetrial,designandconstructionofeoliansandroad.Keywords:eoliansand;relativedensity;maximumdryunitweight;vibrationtime相对密度作为沙的物理力学指标.其反映沙的密实程度.而有些资料介绍相对密度适用于风积沙,但由于风积沙颗粒均匀且含细颗粒量不同,所以相对密度能
4、否适用于风积沙.适用于哪一类风积沙.还没有更可靠的依据.1沙的相对密度沙的密实程度通常指单位体积中固体颗粒的含量.土的固体颗粒含量越多,土就越密实.在工程中为了反映沙的密实程度,采用现场干密度与该种土所能达到最密实时的干密度(最大干密度)和最松时的干密度(最小干密度)相对比较(相对密度)来表示现场土的密实程度.如下式所示.DrmIpJ.,一塑【,pp式中:D,相对密实度;天然干密度或填土的相应干密度,g/cm;Pdmi一最小干密度,g/cm;x-一最大干密度,g/cm.根据公路工程土工试验规程(JTJ05193)(以下简称土工规范).”沙类土中细粒组质量少于总质量5%的土称沙”.可见相对密度适
5、用于细颗粒含量小于5%的沙.但对于无粘性风积沙来说用相对密度表示密实程度的方法有明显的缺点.主要是没有考虑到颗粒级配这一重要因素的影响因为风积沙含小于0.074mm的颗粒(细颗粒)的变化差异性很大,在050%之间甚至大于50%.而含细颗粒量直接影响到风积沙的相对密度的确定.2风积沙的筛分特性为了准确反映风积沙的相对密度与细颗粒量的关系.本试验选取了细颗粒含量不同的风积沙试样进行筛分试验.试验结果见表1.通过对筛分结果分析可知风积沙颗粒均匀.并且级配不良.其颗粒主要集中在0.25-0.074mm及0.074mm以下的范围内.且大于2mm的试样质量小于总质量的0.2%,符合公路工程土工试验规程(J
6、TJ05193)规定的”相对密度适用于颗粒直径小于5mm的土.且粒径25mm的试样质量不大于试样总质量的15%”范围.3风积沙相对密度试验试验按照公路工程土工试验规程(JTJ05193)规定进行试验.企R.M.&.C.M.2.0.0.5.4.F.4.m土石方机械与麓工技术EadhwoMachinery&ConstmctionTechnology表1风积沙筛分结果各级留筛:mm)质量百分比沙样编号沙样代号>22-11O.50.5-0.25O.250.074<O.074沙样AOO.o()60.030O.O1898.2541.692SP沙样BO.0o2OO.o()60.0
7、O498-1O61.882SP沙样CO.0O8O.0o20.010O.0O897.2462.726SP沙样D0.0160.0200.0140.85095.65O3.468SP沙样EO0.0100.0140.03895.7464.192SP沙样F0.010O.1O20.1560.98493.5785.17SF沙样GO.O180.0140.0320.O4O92.3628.534SF沙样H0.11OO.1660.250O.89o84.27414.310SF沙样IOO.0o80.0320.03880.81819.1O4SM沙样JOOO.O18O.O2274.35225.608SM沙样KO.025004
8、n108o.48963.89435.480SM沙样LO.0O8O.o()6O.O64O.94258.86040.120SM最大干密度的确定试验中为了减少人为因素的误差.采取标准电动相对密度仪,振动锤各155次/rain,击锤60次/rain,分3层进行不同时间(612min)振击,取其最大干密度如表2所示.为了对相对密度进行对比.对所选用的风积沙按照标准击实方法进行了标准重型击实试验.击实结果见表2.表2风积沙相对密度及对比分析沙样最小干最大干标准击实最大两种最大干密度标准击实干密密度,密度,干密度/(g?cm1的相差百分比度的编号(g?cm(g?cm状态1状态2状态1状态2状态1状态2沙样A
9、1.4271.6851.6811.684-0.2一O.198.799.7沙样B1.4211.7251.7261.694O.11.810o.391-4沙样C1.4271.7161.7241.70oO.5-0.9102.395-4沙样D1.4301.7251.7201.7070-31.O98.694.9沙样E1.4221.7151.7231.694O.51.2102.394.0沙样F1.46o1.7021.6971.708-0-3O.498.2102.1沙样G1.4141.71O1.6981.695-0-4-0.698.O97.1沙样H1.3231.6961.7051.696O.5O.O101.9
10、10o.O沙样I1-3431.597l_6861.6855.65.5127.9127.6沙样J1.3461.6201.6651.6812.83.8l13-3117.8沙样K1-3601.6301.6691.6832.53.41l1.8l15.9沙样L1-3841.6521.6711.6852I43.2113.Ol17.5注:状态1为干燥状态,状态2为最佳含水量状态.2种干密度的相差百分比是标准击实的最大干密度.)与相对密度的最大干密度(值的差除以相对密度的最大干密度(p.),”一”为pI,J,于p2,”+”为p-大于p2.通过表2可知:(1)沙样AH的标准击实所得的最大干密度与相对密度所得的最
11、大干密度在干燥状态下相差很小,在i-O.5%以内:沙样IL相差在2.4%以上.由此可见,用相对密度所求的最大干密度是不能正确代表沙样IL的最大干密度,并用D,来表示这些沙样的密实程度是不合适的.(2)在标准击实所得的最大干密度下求取的压实度为100%.但是将标准击实所得的最大干密度带入相对密度的计算公式求取D,值可知,沙样AH的D,值在98.2%102.3%之间,与用标准击实的压实度100%相接近,相差2%;沙样IL的D,值压实度相差在11%28%之间.由此可见,对于沙样AH(细颗粒含量小于15%沙样)运用相对密度D表示密实程度是较为合理的,而对于IL(细颗粒含量大于15%的沙样)利用相对密度
12、D,表示其密实程度是不合理的.f3)细颗粒含量小于15%的沙样,在最佳含水量状态下其干密度小于干燥状态下的干密度.并且有随着细颗粒含量的增大而逐渐增大的趋势.并在细颗粒含量大于15%以后,其干密度大于干燥状态的干密度.由此可见.风积沙随着细颗粒含量的增大.其压实特性从干,湿特性逐渐向湿压实特性转移,这一点与风积沙的击实特性的从双峰向单峰曲线的变化一致.4风积沙相对密度机理的分析风积沙颗粒组成中含有一部分细颗粒量.其含量较少时粘聚力小,其力学特性表现为无粘性.它在振动及锤击下.其颗粒能够充分重新排列组合,达到最密实状态如沙样AH.随着细颗粒量的增大,风积沙由无粘性向假粘性,粘性过渡,在含细颗粒量
13、达到15%以后(如沙样IL),由于其细颗粒的增多,颗粒无论在干燥状态还是最佳含水量状态下.因其相互的粘聚力及排斥力而不能在振动及锤击作用下进行充分的重新组合排列,致使风积沙的孔隙相对较大,密实度也相对减小.5结语通过新疆兵团垦区风积沙相对密度的试验,及对相对密度D与标准击实所表示压实度的对比分析,研究.提出了相对密度只适用于含0.O74mm以下颗粒含量不超过15%的风积沙集料,这对于风积沙在公路应用中的试验有一定的指导意义.参考文献:1JTJ05193.公路土工试验规程s.2徐培华,陈忠达.路基路面试验检测技术M.北京:人民交通出版社.2001.收稿日期:2004-0716责任编辑:董强柱】企R.M&C.,.t200.5.4.E.4B
