凍土區(qū)回填土凍結(jié)強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種凍土區(qū)回填土凍結(jié)強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)裝置，屬于凍土土工性質(zhì)測(cè) 試儀器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 寒區(qū)工程在基礎(chǔ)施工過(guò)程中，大都采用明挖基礎(chǔ)。按照施工工藝，基礎(chǔ)首先由大型 機(jī)械進(jìn)行基坑的開(kāi)挖，在開(kāi)挖成型的基坑內(nèi)完成基礎(chǔ)的成型和混凝土澆灌、或基礎(chǔ)的拼裝， 待基礎(chǔ)完成后將掏挖的土進(jìn)彳丁回填，由此完成整個(gè)基礎(chǔ)的施工。因此，在基礎(chǔ)的周?chē)纬闪?大量回填土。
[0003] 由于回填土作為人工填土中的一種，是經(jīng)過(guò)擾動(dòng)的土，在工程建設(shè)完成后的初期 階段，為回填土的劇烈變化階段，其固結(jié)過(guò)程、內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化過(guò)程、水熱過(guò)程等均處于不斷 變化之中；特別在溫度變化引起的凍融循環(huán)作用下，回填土的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生劇烈改變，由此造 成地表塌陷、開(kāi)裂等工程地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重影響著工程基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。
[0004] 在寒區(qū)工程基礎(chǔ)施工完成后，如何現(xiàn)場(chǎng)快速地對(duì)基礎(chǔ)回填土的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)并根 據(jù)測(cè)試結(jié)果評(píng)定回填土強(qiáng)度變化對(duì)工程基礎(chǔ)穩(wěn)定性的影響，成為目前寒區(qū)工程建設(shè)中現(xiàn)場(chǎng) 土體性質(zhì)快速測(cè)定的難題。雖然目前可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)人工凍土進(jìn)行三軸剪切強(qiáng)度試驗(yàn) 確定其凍結(jié)強(qiáng)度，并制定了相應(yīng)的操作方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（MT/T593. 5-1996)，但是由于寒區(qū) 土體強(qiáng)度與溫度密切相關(guān)，如將回填土巖芯樣品帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定將嚴(yán)重影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn) 確性，并且需耗費(fèi)大量人力物力和財(cái)力。另外，目前原位評(píng)價(jià)土體強(qiáng)度的方法主要有靜力 觸探試驗(yàn)、圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和十字板剪切試驗(yàn)等(巖土工程勘察規(guī)范，GB 50021-2001)，但以上方法標(biāo)準(zhǔn)均是針對(duì)未凍結(jié)的軟土而制定的，而且每種試驗(yàn)測(cè)試過(guò)程中 對(duì)土質(zhì)類(lèi)型、土顆粒大小等具有嚴(yán)格的要求；同時(shí)，以上檢測(cè)方法用于凍土回填土強(qiáng)度的檢 測(cè)，一旦遇到大粒徑的寒巖(溫度低于〇°C的巖石)，測(cè)定結(jié)果將嚴(yán)重失真；再則，以上各檢測(cè) 方法均需要?jiǎng)恿C(jī)械輔助才能完成，難以滿(mǎn)足便攜快速測(cè)定要求。
[0005] 針對(duì)寒區(qū)工程基礎(chǔ)回填土凍結(jié)強(qiáng)度的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)，目前還缺乏相應(yīng)的檢測(cè)裝 置，且現(xiàn)有的各種檢測(cè)方法均不適用于寒區(qū)凍結(jié)回填土強(qiáng)度的檢測(cè)。因此，設(shè)計(jì)一種用于現(xiàn) 場(chǎng)快速檢測(cè)回填土凍結(jié)強(qiáng)度的裝置，以解決目前凍土區(qū)回填土凍結(jié)強(qiáng)度快速測(cè)定的難題很 有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 基于上述，本發(fā)明的目的在于提供一種凍土區(qū)回填土凍結(jié)強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)裝 置，其主要原理是利用沖頭從一定高度自由下落反復(fù)沖擊置于正下方具有一定規(guī)格尺寸的 巖芯樣品，根據(jù)沖頭沖擊試樣至破裂時(shí)的沖擊次數(shù)作為衡量巖芯的凍結(jié)強(qiáng)度的指標(biāo)。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種凍土區(qū)回填土凍結(jié)強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)裝置，主要由落錘1，導(dǎo)槽2,墊板3,牽引線(xiàn)4 和標(biāo)尺5組成，其特征是落錘1置于導(dǎo)槽2底部，與落錘1連接的牽引線(xiàn)4置于導(dǎo)槽2外， 標(biāo)尺5和支架7固定在墊板3上，支架7上有管夾8,管夾8夾住導(dǎo)槽2,墊板3上放置試樣 6,試樣6與導(dǎo)槽2相對(duì)。
[0008] 上述的落錘1為規(guī)則的圓柱體或長(zhǎng)方體，且底部為平平面，重量為500g。
[0009] 上述墊板3為厚鋼板，導(dǎo)槽2為內(nèi)部光滑的PE、或PVC管、或不銹鋼管；牽引線(xiàn)4為 結(jié)實(shí)、柔軟的細(xì)線(xiàn) 上述沖擊巖芯試樣的截面積為100cm2、厚度為5cm。
[0010] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和產(chǎn)生的有益效果： 本發(fā)明用于野外現(xiàn)場(chǎng)快速判別凍土回填土的凍結(jié)強(qiáng)度，操作簡(jiǎn)便，所得結(jié)果用于評(píng)判 回填土凍結(jié)強(qiáng)度對(duì)基礎(chǔ)的影響，不受檢測(cè)土質(zhì)類(lèi)型、顆粒大小等因素的限制，且檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn) 確性有大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)為統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1為本發(fā)明示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明： 如圖1所示，一種凍土區(qū)回填土凍結(jié)強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)裝置，主要由落錘1，導(dǎo)槽2,墊 板3,牽引線(xiàn)4和標(biāo)尺5組成，，墊板3為厚鋼板，能經(jīng)受反復(fù)沖擊而不易變形；導(dǎo)槽2為內(nèi) 部光滑的PE、或PVC管、或不銹鋼管；牽引線(xiàn)4為結(jié)實(shí)、柔軟的細(xì)線(xiàn)。落錘1置于導(dǎo)槽2底 部，與落錘1連接的牽引線(xiàn)4置于導(dǎo)槽2外，標(biāo)尺5和支架7固定在墊板3上，支架7上有 固定夾8,固定夾8夾住導(dǎo)槽2,墊板3上放置試樣6,試樣6與導(dǎo)槽2相對(duì)。
[0013] 在利用本發(fā)明進(jìn)行凍土凍結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)時(shí)，巖芯取出后，迅速截取一段厚度為5cm、 截面積削切至約100cm2的土樣試塊，然后將土樣試塊水平放置于導(dǎo)槽2正下方的墊板3上， 然后根據(jù)標(biāo)尺5通過(guò)牽引線(xiàn)4將質(zhì)量為500g落錘1提升至50cm高度，然后松開(kāi)牽引線(xiàn)4 讓落錘1在導(dǎo)槽2中自由下落沖擊墊板3的土樣試塊，如此反復(fù)，直至試樣破碎，記錄落錘 沖擊的試樣的次數(shù)，然后根據(jù)表1的標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)判試樣的凍結(jié)強(qiáng)度。
[0014] 本裝置通過(guò)大量現(xiàn)場(chǎng)野外試驗(yàn)測(cè)試，根據(jù)試樣破碎時(shí)所累積的沖擊次數(shù)，將寒區(qū) 工程基礎(chǔ)回填土凍結(jié)強(qiáng)度的類(lèi)別劃分如下(表1 )。
[0015] 表1回填土凍結(jié)強(qiáng)度判別標(biāo)準(zhǔn)
具體判別標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容如下： ①回填土凍結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)過(guò)程中采用的落錘重量為500g，自由下落高度為50cm。
[0016] ②受檢土樣大致為一圓柱體，截面積約100cm2、厚度約5cm。
[0017] ③落錘以50cm高度做自由落體沖擊試樣，弱凍結(jié)狀態(tài)為試樣在落錘沖擊8-12次 范圍內(nèi)破碎為若干塊，稱(chēng)這一次數(shù)為弱凍結(jié)錘擊次數(shù)。同理，強(qiáng)凍結(jié)狀態(tài)為試樣在落錘擊 18-25次范圍內(nèi)破碎為若干塊，稱(chēng)這一次數(shù)為強(qiáng)凍結(jié)錘擊次數(shù)。
[0018] ④如果巖芯試樣凍結(jié)，且用500g落錘從50cm高度做自由落體沖擊試樣，試樣在小 于弱凍結(jié)8-12次數(shù)內(nèi)破碎為若干塊，則凍土凍結(jié)強(qiáng)度判定為弱凍結(jié)。
[0019] ⑤如果巖芯試樣凍結(jié)，且用500g落錘從50cm高度做自由落體沖擊試樣，試樣在大 于弱凍結(jié)8次數(shù)而小于強(qiáng)凍結(jié)25次數(shù)內(nèi)破碎為若干塊，則巖芯凍結(jié)強(qiáng)度判定為凍結(jié)。
[0020] ⑥如果巖芯試樣凍結(jié)，且用500g落錘從50cm高度做自由落體沖擊試樣，試樣在大 于強(qiáng)凍結(jié)大于25次數(shù)內(nèi)破碎為若干塊，則巖芯凍結(jié)強(qiáng)度判定為強(qiáng)凍結(jié)。
[0021] 為避免測(cè)試過(guò)程中溫度對(duì)試樣凍結(jié)強(qiáng)度的影響，削切試樣過(guò)程中務(wù)必帶上棉手 套，同時(shí)可將裝置用木板或紙板進(jìn)行圍護(hù)，以避免樣品沖擊過(guò)程中太陽(yáng)輻射和地面空氣對(duì) 流對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種凍土區(qū)回填土凍結(jié)強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)裝置，主要由落錘（1)，導(dǎo)槽（2)，墊板 (3) ，牽引線(xiàn)（4)和標(biāo)尺（5)組成，其特征是落錘（1)置于導(dǎo)槽（2)的底部，與落錘（1)連接 的牽引線(xiàn)（4)置于導(dǎo)槽（2)外，標(biāo)尺（5)和支架（7)固定在墊板（3)上，支架（7)上有管夾 (8)，管夾（8)夾住導(dǎo)槽（2)，墊板（3)上放置試樣（6)，試樣（6)與導(dǎo)槽（2)相對(duì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凍土區(qū)回填土凍結(jié)強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)裝置，其特征在于 落錘（1)為規(guī)則的圓柱體或長(zhǎng)方體，且底部為平平面，重量為500g。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凍土區(qū)回填土凍結(jié)強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)裝置，其特征在 于：所述墊板（3)材料為厚鋼板，導(dǎo)槽（2)為內(nèi)部光滑的PE、或PVC管、或不銹鋼管；牽引線(xiàn) (4) 為結(jié)實(shí)、柔軟的細(xì)線(xiàn)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凍土區(qū)回填土凍結(jié)強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)裝置，其特征在 于：所述述沖擊試樣（6)的截面積為100cm2、厚度為5cm。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種凍土區(qū)回填土凍結(jié)強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)裝置，包括落錘、導(dǎo)槽、墊板、牽引線(xiàn)、標(biāo)尺；通過(guò)牽引線(xiàn)將落錘提升至一定高度，讓落錘沿著導(dǎo)槽做自由落體運(yùn)動(dòng)，錘擊放置于墊板上的凍土土樣，根據(jù)樣品破裂時(shí)刻落錘的次數(shù)，判別凍土的凍結(jié)強(qiáng)度。本發(fā)明用于快速判別凍土回填土的凍結(jié)強(qiáng)度，簡(jiǎn)單快捷、易于操作。
【IPC分類(lèi)】G01N3/34
【公開(kāi)號(hào)】CN105004619
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510227373
【發(fā)明人】俞祁浩, 張海寧, 王俊峰, 郭磊, 馬麗山, 謝艷麗
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所, 國(guó)網(wǎng)青海省電力公司電力科學(xué)研究院
【公開(kāi)日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年5月6日