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1、大粒径砂卵石最大密度的研究史彦文(水利部西北水利科学研究所)【提要】本文提出了砂卵石在振动条件下的最大密度与相似级配模数之间的理:,:。。二=:::二。二一tgo。,想道线方程式l并且外推出原型大粒径砂卵石的’’一’’’/J’““‘一“‘“一一肆{上,‘’’‘一~一‘~“。一~~M一一一一一最大密度,它与古河床大体积开挖砂卵石的密度极其吻合。从而解决了大颗粒材料试验技术的困难。为确定粗粒垠料最佳密度提供了新的方法,并为分析高土石埙的稳定提供了科学依据。引言,在世界高坝建设中,以就地取材建造的土石坝占有很大的比例,坝壳材近二十余年来。,料约为坝体总体积的60~90%迄今为止所有坝壳材料的填筑标准
2、几乎全由现场辗压试验,〔‘〕〔“〕,。确定缺乏相对密度的论证给坝体稳定分析带来很大的盲目性主要原因是长期以来在这,〔“’〔4),方面的实践和试验材料少从仅有的两份研究报告可以看出一是大颗粒材料,。的最大密度在试验技术上还存在许多困难二是理论研究工作还不能满足工程实践的需要几,,、、,年来作者通过石头河土石坝的工程实践研究采用了新的假定设备方法从试,用模型相似理论第一次探讨了砂卵石的最大密度与级配模数间的模型规样的结构相似出发,。律得到了满意的结果一、试验与分析1.试验用料概述,、试验用料系坝址上游7公里范围内的古河床洪积冲积层母岩成分为花冈岩片麻花岩。..,.,,冈级配连续其天然沉积干容重为2
3、65~251千牛顿/立方米比重为2740滚圆度为0.8左右,漂石最大直径达800毫米以上。砾石含量在80%左右。2.试验级配模型的确定(,1)基本假定对子连续级配的松散材料而言为了保证在填筑与压实过程中颗粒排少,,列结构的相似特征在级配模型设计中摒弃以前孤立地考虑砂与砾石在工程性质上的差异,,所常用的局部替换法而考虑砂与砾石在结构上的联合作用采用全量替换法(在全粒径区。间内替换)(,。。2)原型级配的确定根据整个料场之平均颗粒级配曲线K选定以d为控制之最。,大粒径(约40毫米)用全量替换法定出原型材料之颗粒级配曲线B其砾石含量为78%。,(大于5毫米之颗粒含量)同时以B为母线用全量替换法确定出
4、砾石含量为50%和10%。两组的派生原型顺粒级配曲线A和C(图1)几.百O了八UnU八U戈香巨汪股[气服长嘴{}}1{!{{川日l1川{汉l澎}{洲爱素附瀚紧1}⋯川{{川{川、30、{件入闪、}}}i区咎}}1}}}1{{}{{⋯!下70‘匆,岁、,_七次翻知麟乏{黔秘郭瞻)嫉·、人0八UnU1{呛窄t件介利{土日1{川{!川,5}{尸队;之〕-川入l毛队}}撇排七期}}j⋯⋯}{:呻囚嘎5馨.’·万一’、4O、莽灿L屯撇畴飞树卜卜、撇个、、‘⋯川⋯酬附日口于嗽{抓目闪典盼妙科{:!洲}}1⋯{5O‘‘’‘一、‘、、、汀{{⋯{⋯了,之{【1女兮瞬处仁日刘侧{}川.20\撒
5、闷}}{{})仆霉目趁夕区下床闷女目卜‘储{睐11相⋯1O.、、,、毗;一、、.L}〔{{{110{}料l}1潍件李盯僻日舜救降,粒径d毫米图1试验用料的级配曲线(3)模型级配曲线的确定级配模数M的定义为pd了妙二(1)—dM式中,,,d—原型级配曲线的颖粒直径毫米,。Md模型级配曲线的颗粒直径毫米、—、,、、、、,将ABC三条原型级配曲线按级配模数M为510204080缩小得到三族al,a:,a3,a‘,a。,l,:,3,;,s;cl,c:,c3,c‘,es共15组模型级配曲线族bbbbb。(图1)3.试验设备与试验方法,〔5’(1)振动台参数的确定近期的研究成果表明用垂直振动台测定砂
6、土的最大密,a,。度时最大密度所对应之峰值加速度在(1~3)9以上而美国材料试验规程(ASTM)D2049,〔“〕。,,一69规定的峰值加速度哪为99似乎偏高因此本试验所用振动台当选定单振幅A等...于03毫米,频率f等于475,a,2739,赫兹时实际试验之峰值加速度等于完全满足上述要求。,(2)填料方式与附加荷重的选择对典型的试验用料曾进行对比试验结果见表1和。表2试验用料级配表1.一,。:。。,,。.:飞忑藐丁一万芍一万丁下{}}}}},J、月UVI,U.‘幼月占,沪甘~.~二竺竺一{}{}二}{}{.......··总和真分数!1000}:3。15851455}3了0}203}2401
7、19011‘8为1—!—}—}—}—}—!—!二—1—,。由表2可见试验以选定第1方案为最佳方案为清除试样表面局部离析现象和测定振,.动过程中的变形0,指标在试验中拟定施加24牛顿的微荷重(轻木质压盖)并利用滑动测,。针读出变形由此即可控制最佳振动历时.55坡料方式与附加荷,表2益并兰器扮阵狱准音厂阵汾阵淤蒸巍霖⋯⋯⋯⋯⋯注:华。,。牟,车。冬车试验用圆柱容器直径396厘米高455厘米试样总料重9
