知识点：土石坝压实来源：碾压式土石坝施工规范，如有侵权，请联系删除土石坝压实质量的检验方法应遵守SL237、经部级鉴定的新技术和国际上公认的检测方法。施工单位可根据当地土料性质及现场快速测量的要求，制订若干补充规定。含水率测定一般采用的含水率快速测定法有酒精燃烧法、红外线烘干法、电炉烤干法等。酒精燃烧法、红外线烘干法多适用于黏性土；电炉烤干法适用于砾质土，也可用于黏性土。

知识点：土石坝压实

来源：碾压式土石坝施工规范，如有侵权，请联系删除

土石坝压实质量的检验方法应遵守SL237、经部级鉴定的新技术和国际上公认的检测方法。施工单位可根据当地土料性质及现场快速测量的要求，制订若干补充规定。

含水率测定

一般采用的含水率快速测定法有酒精燃烧法、红外线烘干法、电炉烤干法等。酒精燃烧法、红外线烘干法多适用于黏性土；电炉烤干法适用于砾质土，也可用于黏性土。

红外线烘干法、电炉烤干法与温度、烘烤时间、土料性质有关，用其快速测定含水率时，应事先与标准烘干法进行对比试验，以定出烘烤时间、土样数量，并用统计法确定与标准烘干法的误差。实际含水率按下式改正

W＝W′±K

式中：W ——恒温标准烘干法测定的含水率；

W′——各种快速法测定的含水率；

K——相应的改正值。

密度测定

C2.1 灌砂法 : 按SL237有关规定进行。

C2.2 灌水法

C2.2.1 仪器设备：

1 (套环)带法兰盘：

1)直径200cm、高20cm(用于测量最大粒径小于800mm的堆石密度)；

2)直径120cm 、高20cm (用于测量最大粒径小于300mm 的漂石、堆石密度)。

2测针(水工模型试验用的水位测针)。

3 台秤：

1)称量1000kg，最小分度值0.2kg ；

2)称量500kg，最小分度值0.2kg 。

4 薄膜：厚度0.1mm、柔性良好的聚乙烯塑料薄膜。

5 盛水容器。

6 温度计：量程0℃～50℃，分度值1℃；

7 其他：水准尺、铲土工具等。

C2.2.2 操作步骤：

1 将测点处的地面整平，并用水准尺检查。

2按表C1 规定的试坑尺寸，将相应直径的套环平稳地放置在试验点上。

试样最大粒径 mm	试坑尺寸		套环直径 cm
	直径 cm	深度
≤800	不小于160	碾压层厚	200
≥300	90～120		120

表C1 试坑尺寸与试样最大粒径关系

3 将水位测针安装在套环上。

4 将大于套环内表面积的一层塑料薄膜置于套环内，沿环底、环壁紧密相贴。

5用盛水器向环内注水，记录每桶水质量，环内水深控制在10cm ～ 15cm，记录注水总质量m1 、水温T 和环内水位h1 (即测针数)。

6排除环内水，取出塑料薄膜，按表C1规定，在套环内挖试坑。挖试坑应从中间向外扩展，在挖试坑过程中，不得碰撞套环和挤压坑壁，已松动的岩块应全部取出，称量试样干质量m 。

7 在挖好的试坑内，人工整平踩实坑底，将面积足够大的一层塑料薄膜置于坑内沿坑底、坑壁及套环壁松松地铺上，如图C1 所示。

1—位测针；2—套环；3—塑料薄膜

图C1 灌水法测密度试验

8 用盛水器向试坑内注水，记录每桶水质量，注水至环内水位h1 止(即测针数)，记录注入试坑内水的总质量m2 ，测量水的温度T 。

9 向试坑注水过程中，随时调整塑料薄膜，排除薄膜与试坑壁间的孔隙，使其靠紧坑底、坑壁及环壁。同时，要随时观察塑料薄膜有无刺破漏水现象，发现有刺破漏水处，应停止向试坑内注水，排除坑内的水，待修补好以后再按7 、8款规定进行。

C2.2.3 计算：

1 按式计算试坑体积 m1—m2

V＝ ρw＋ V (C1)

式中：V ——修正后的试坑体积，cm³ ；

m1——套环内注水质量，g ；

m2 ——套环加试坑内注水质量，g ；

ρw ——T ℃时水的密度( ρw≈1.0 )，g ／cm³ ；

V——塑料薄膜的体积，cm³ 。

2 按式C2 计算干密度

(C2)

式中：ρ——干密度，g ／cm3；

m——试样干质量，g;

V——试坑体积，cm3。

各种坝料现场鉴别项目与指标

各种坝料现场鉴别项目与指标见表C2。

表C2 现场鉴别项目与指标

坝料类别		鉴别项目与指标
防渗土料	黏性土	含水率，黏粒含量
	砾质土	允许最大粒径，砾石含量，含水率
反滤料		级配，含泥量，风化软弱颗粒含量
过渡料		级配，允许最大粒径，含泥量
坝壳砾质土		小于5mm含量，含水率
坝壳砂砾石		级配，砾石含量，含泥量
堆石	硬岩	允许最大块径，小于5mm颗粒含量，含泥量，软岩含量
	软岩	单轴抗压强度，小于5mm颗粒含量，含泥量

三点击实试验法

C4.1 三点击实试验法又称快速压实控制法。用此法进行现场检验时，不需要测定含水率，仅在测定密度后，用测密度试验的土样作三种含水率的击实试验，测定三个击实湿密度，就可以确定填土的压实度(D)、最优含水率(wOP)与填土含水率(wf )的差值。此种方法的优点能较好地考虑土料压实性的变化。对于压实性变化较大的黏性土或砾质土宜用此法控制压实度。

C4.2 三点击实控制法(参见图C2、图C3)的操作方法)。

1)对砾质土，击实试验应采用大、中型击实仪进行，所取保持原填土含水率的砾质土质量，应满足击实试验要求，加减水质量应按所取湿土质量百分数进行计算。

1 准备一张“三点击实控制图”。

2 测定填土密度ρf ，其值标在坐标为0的相应纵坐标ρf点上。

3 取＜5mm保持原有填土含水率的土样，用标准击实功能击实，得ρ1，并将该值标在三点击实控制图坐标为0 的相应纵坐标点(1) 上。

4取3kg 小于5mm的湿土样加水60cm3 即( Z＝2%)，混合均匀进行击实，测得击实密度ρ2，标在该图斜线 Z ＝＋2% 的相应纵坐标点2上，由点2引铅直线与Z ＝0% 的斜线相交，再由相交点引水平线与坐标＋2% 的纵线相交，其交点为点(2) 。

5 如果点(2) 的纵坐标比点(1) 大时，仍将原土样加水。取3kg 湿土样加120cm3水即( Z ＝4%)，混合均匀进行击实，得击实密度ρ3 ，标在斜线Z＝＋4%的相应纵坐标点3 上，由点3 引铅直线与的斜线Z＝0%相交，再由相交点引水平线与坐标＋4% 的纵线相交，其点为点(3)。见图C2。

图C2 三点击实控制图

6 如果点(2) 的纵坐标比点(1)小时，则将原土样干燥。取3kg湿土样使其水分减少40cm (即Z1＝－1.5%)，然后混合均匀进行击实，得击实密度ρ3 ，标在 Z＝－1.5%斜线的相应纵坐标点3上，由点3引铅直线与Z ＝ 0%的斜线相交，再由相交点引水平线与坐标－1.5%的纵线相交，其点为点(3) 。见图C3。

图C3 三点击实控制图

7将点(1)(2)(3)连成光滑的曲线，确定其最大纵坐标点(0) ，即变换最大湿密度。

8 求压实度D ，由(0)点引水平线与Z ＝0%斜线相交，由相交点作铅直线与ρf ′点引出的水平线相交，查出此交点在斜线的数。

压实度D ＝100＋(斜线数)%。

9求密度比C ，由点(1) 引水平线Z ＝ 0%与斜线相交后，由相交点作铅直线与ρf点引出的水平线相交，查出此交点在斜线的数。

密度比C ＝ 100＋(斜线数)%。

10求最优含水率与填土含水率差值(w op--w f ) 。

w op--w f＝＋Z _m

式中 Zm——最大纵坐标点(即(0)点)的坐标；

——校正值，根据点(0)处于图中虚线间的位置查得。

11 为了留作记录，事后，烘干原土样，求得现场含水率w f ，则，现场干密度(＜5mm＝＝现场填土湿密度(＜5mm＝／(1 ＋w f )

试验室击实最大干密度＝最大纵坐标／(1＋w f )

最优含水率＝w f ＋(1＋w f )Z _m

C4.3 三点击实试验控制图的数解法：

对于三点击实试验中加水的情况，可以用数解法求压实度D及最优含水率与填土含水率的差值，操作方法如下：

1 测定现场填土湿密度(ρ f)。

2 取小于5mm保持填土含水率的土样，以标准功能进行击实，测得其击实湿密度 (ρ1)。因保持原填土含水率未加水，外加水率Z ＝0，故其湿密度与变换湿密度(ρ`1)相同。ρ`1＝ρ`1／(1＋0) ＝ρ 1。

3 取3kg小于5mm保持填土含水率的土样，加水60cm ³ 即( Z＝ 0.02)，混合均匀后，以标准击实功能击实，测得击实湿密度。其变换湿密度ρ`2＝ρ`2 ／(1＋ 0.02)。

4 取3kg小于5mm保持填土含水率的土样，加水120cm³ 即( Z＝ 0.04)，混合均匀后，以标准击实功能击实，测得击实湿密度，其变换湿密度ρ`3＝ρ`3 ／(1 ＋0.04)。

以变换湿密度ρ` 为纵坐标，加水率Z(以加水前湿土质量百分数表示)为坐标，绘制 ρ`-- Z关系曲线，见图C4 。通过击实变换湿密度ρ`1、ρ`2 、ρ`3 坐标点A、B、C三点的抛物线峰点的位置M(Z m，ρm)为：

式中：Z m ——最优含水率与填土含水率的差值，其正值表示填筑土料含水率偏低，负值表示填筑土料含水率偏高；

ρm——变换最大干密度。

压实度D＝ρf ／ρm

图C4 Z关系曲线图

质量控制的统计分析

C5.1 质量统计数据：

质量数据的收集通常有两种方法，一是随机取样，另一种是系统取样。质量统计数据有以下几种。

1 子样平均值X ：

子样平均值又称算术平均值，是用来反映质量数据集中的位置，计算式为：

(C3)

式中：X——子样平均值；

Xi——子样数据(i ＝1， 2， 3, …， n)

n——样本容量。

2 子样标准差σ和离差系数C V：

子样标准差反映质量统计数据的分散程度，其计算式如下：

(C4)

或

(C5)

当子样数较多时，上两式计算结果相近，当子样数n 较少时，则需采用式(C5) 进行计算。

离差系数用来反映质量相对波动的大小，其计算式为：

(C6)

质量波动大小按C3表评。

表C3

离差系数

CV＜0.1

0.1≤CV ＜ 0.2

0.2≤CV ＜ 0.3

0.3≤CV <0.4

CV≥0.4

离散性

很小

小

中等

大

很大

C5.2 质量控制的方法：

质量控制方法有：质量控制的直方图法、管理图法、排列图法、因果分析图法、相关图法等，最常用的方法是直方图法和管理图法。

1 质量控制直方图法：

a)直方图法是反映产品质量在某一段时间内的静止状态，即静态分析方法。几种常见的典型直方图见图C5。

(a) 对称形；(b) 锯齿形；(c)偏峰形；

(d)孤岛形；(e)双峰形；(f)绝壁形

图C5 几种常见的典型直方图

b)判断质量保证能力

将直方图的实际数据分布范围B与公差界限T(即质量标准要求的界限) 比较，可以看出数据分布是否都在公差范围内，进而判断施工质量的波动情况。两者对比可分为图C6所示的六种情况。

图C6 直方图范围与标准比较

1) B和T 的分布中心合，实际尺寸分布两边有一定地，此为理想的质量保证能力状态，如图C6(a)所示。

2)中心稍有偏差，B 和T 一端界限合，有超差的可能，必须采取措施纠正偏差，如图C6(b)所示。

3) B和T 两端界合，质量数据太分散没有任何地，稍一不慎就会超差，此时应提高施工质量，以提高质量保证能力，如图C6(c)所示。

4) T过分大于B ，说明质量控制过严，不经济，应适当放松质量控制，降低成本，如图C6(d)所示。

5)B和T界限交叉，中心过分偏移，产生单边超差，出现质量不合格，此时应立即调整，使分布移至中心，避免再出现废品，如图C6(e)所示。

6) B大于T ，产生双边超差，说明质量保证能力不足，应立即采取措施提高质量保证能力，消除系统性误差，如图C6(f)所示。

2 质量控制的管理图法：

在实际工程中，工程质量都是在动态的过程中形成的，而质量控制管理图则能够及时提出施工过程中质量状态的变化情况，使工程质量始终处于受控状态。

a)管理图的一般形式如图C7所示，它由一直角坐标、三条直线和一条折线组成。坐标表示样本编号(或取样日期)，纵坐标表示质量特征值。三条直线中，上线叫控制上界限(UCL)、中线叫中心线(CL)、下线叫控制下界限(LCL) 。控制界限是根据数据统计学原理，采用“三倍标准偏差法”计算确定的，即将中心线定在被控制对象的平均值上，以中心线为基准向上、向下各量3 倍标准偏差，即为控制上限和控制下限。