关于超径粗颗粒土最大干密度的研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇关于超径粗颗粒土最大干密度的研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：粗颗粒含量的对于超径粗颗粒土的最大干密度的影响较大，并且最大粒径对于粗颗粒土的最大干密度和最佳含水量影响较小。在进行大量超粒径粗粒土最大干密度的研究中，通过对相关因素及最大干密度的分析，得出粗粒土最大干密度与剩余量之间存在线性相关性关系，所以可通过系列延伸法间接求取超粒径粗粒土最大干密度。本文在大量粗颗粒土最大、最小密度资料分析的基础上，为设计和施工确定大径粗粒土的填筑标准和密度指标提供依据。

关键词：超粒径粗粒土；最大干密度；试验

中图分类号：R944文献标识码： A 文章编号：

前言

超颗粒径粗粒土是一种施工工程性质介于岩石和普通的细粒土之间的一种特殊的土壤性质，超径粗颗粒土在各方面都有着广泛的应用，如水电工程、路基工程以及道路桥梁工程中。然而在应用实践过程中，总结出由于其颗粒粗大，与一般的岩石和细粒土有着极大差别，填筑的最大干密度研究就是其中的一大重要的课题研究。然而受试验动力条件的限制，现阶段不能对超粒径粗粒土进行直接最大干密度的试验，所以，求取超粒径粗粒土最大干密度，是目前亟待解决的一个难题。

1. 国内外超粒径粗粒土最大干密度研究现状

1.1相关试验的研究进展

近年来，在工程建设行业的不断发展以及客观需求下，对于怎样确定超粒径粗粒土最大干密度这一课题，能够用来工程建设的实践，国内外的一些专家在不断的进行着研究，即有关的理论以及试验研究。对于超粒径粗粒土的最大干密度的研究中，在相关理论的研究上发展较滞后。现阶段的研究中，对于超粒径粗颗粒土的最大干密度研究处理中，专家的研究大部分是从技术的相关层面上进行的试验研究。

在这方面的研究中主要有两个试验研究方向：其一是通过对仪器以及动力源的加大作用，达到能够测定的粗颗粒土的范围变大；其二是应用实验室现有的实验条件，在测定可测的粗颗粒径的范围内最大干密度随粒径的变化规律，再通过外推的方法得到超粒径粗颗粒的最大干密度。在上述的两种方法中，第一种是直接的测定方法，第二种为间接地测定方法。从直接测定的方面看，是由于土的体积和粗颗粒的半径存在立方的关系。即当能够测得的最大颗粒径增大一倍的时候，所用的试验土的质量会呈现出数量级的增加速度，同时受到振动等振动条件的相关限制，在一定程度上，能够研究的最大颗粒径的范围一定会受到制约。因此会导致直接测定法的研究方法由于试验条件的限制作用而无法进行。

1.2研究发展历程

国外的一些专家曾经采用过大型的仪器，如振动台对超粒径粗颗粒土来进行最大干密度的测定及相关试验研究，虽然历时较长但是并没有取得良好的进展，结果并不令人满意。

在间接方法测定的研究中取得了一定的成果，如1981年研究学者史彦文曾提出了相似级配一系列的延伸方法；接着在1992年间，田树玉在研究中提出了有关渐进线的辅助拟合的方法以及在同时刘贞草和郭庆国等提出了用等量代替的级配系列的延伸方法；1993年刘贞草和郭庆国等又提出了用三点来近似测定的间接实验方法；在这些研究的基础上，近年来的许多学者还又从其他的角度进行了间接的研究方法试验，其中也有许多有价值的结论。

在间接的相关测定方法中，尽管各方法采用的相关模型级配不同，方法不同，但是都参照了用小颗粒径系列进行的模拟资料，然后按照一定的规律推算出超粒径颗粒的最大干密度的方法思路，所以又可以说是系列延伸法。刘贞草和郭庆国研究出来的三点近似处理法是根据随着粗颗粒粒径的增大，粗料质量所含的百分比也会增大，因此可以根据粗料含量的相对变化对于最大干密度的相关规律变化，从而延伸出了超粒径颗粒土较准确的最大干密度，对于其他的一些方法都存在着其自己的试验及理论支撑。然而对于直接测定法而言，其研究会受到相关试验条件以及手段的限制，许多的研究者都尽量避免进行直接研究，因此间接的测定方法已经成为研究的主要方向。

2．影响粗粒土最大干密度的主要因素及变化规律

2.1最大干密度的整体变化趋势影响因素

超粒径粗颗粒土是由一些大小不等且性质不同的多种颗粒有机的组合成粒状结构的散体系，一般来说是由粗颗粒来形成基本骨架，较细小的颗粒来填充孔隙，即充填的越好最大干密度就越高，因此，对于超粒径粗颗粒土的密度特性而言，其影响因素除了是否压实以外，最主要的还是由粗颗粒本身的粒径大小来决定，即最大粒径、形状、粗料含量以及内在因素等来决定超粒径粗颗粒土的最大干密度。

2.2最大干密度随粗料含量的变化

虽然各超粒径粗颗粒土的产地、最大粒径和性质都有所不同，但是当反映在最大干密度与颗粒半径的关系上时表现出了相似的规律，在密度达到最大值时，即有明显的峰值，在最大值之前最大干密度随着粗料含量的增加而不断增大，主要原因是由于在这个范围内细料占主要的部分，当粗料的含量逐渐增加达到最高时，粗料基本完成了骨架的建立，此时细料可以作为填充孔隙的物质，即得出了最大干密度，这是也是粗料、细料含量的最佳比例，可以称之为最佳骨料含量。在此之后，由于粗料的含量不断增多，所以有可能导致细料的含量较少并填不满由于粗料产生的孔隙，所以密度就会随着粗料的增多而下降。

3.国内外最新研究结果

3.1超粒径粗颗粒的最大干密度与最佳含水量关系

在上文的规律总结中有，超粒径粗颗粒土的最大干密度会随着粗颗粒的含量发生变化而变化。在混合物中，当粗颗粒的含量小于70%时，其最大干密度会随着粗颗粒含量的增加而不断的增大，而当粗颗粒的含量大于70%时，最大干密度会随着粗颗粒含量的增加而有所减小。超粒径粗颗粒的最大粒径发生变化时,粗粒土的最大干密度与最佳含水量的变化规律并不明显。

3.2粗粒土的最佳含水量随粗颗粒含量关系

超粒径粗颗粒土的最佳含水量会随着粗颗粒含量的增加而不断减少，而且对于不同的最大粒径的粗颗粒土，其粗颗粒的含量在相同时，其最佳含水量相差不大，即基本相近。所以，粗颗粒土的最佳含水量的影响因素主要有粗颗粒的含量多少。在粗颗粒含量不足70%并且粗颗粒土是在最佳的含水量状态时，细颗粒土的含水量的变化的幅度相对较小，而当粗颗粒的含量远大于70%时，细颗粒土的含水量会急剧的增加,此时细颗粒土已成软塑的状态。

3.3粗粒土的最大干密度与细粒土的最大干密度

当粗颗粒土的含量高于70%时，粗颗粒的最大干密度与细颗粒土的最大干密度相比，粗粒土的最大干密度较大，所以在工程实践施工中，不能用细颗粒土的最大干密度来取代混合料的最大干密度，若投入使用会在很大程度上降低压实的标准。在粗颗粒土压实到最大密实的状态时，其混合料中的细颗粒土的干密度总要比纯细料土的最大干密度小很多。而且粗颗粒的含量越大,那么细料土的干密度则越小。

4.结语

本文主要根据研究分析得出的相关结论与一般性的规律，由规律进行外推得到结果，进而用间接的方法得到超粒径粗颗粒土的最大干密度的思想方法。然而由于试验的数据存在一定的误差，所以在外推的过程中必然会有不同程度的误差存在。根据不同的情况，提出了尽量减小试验误差结果的不同方法，希望能够为设计和施工方面提供参考依据。超径粗颗粒土的最大干密度也可以在工程中得到应用。

参考文献:

[1]何军，白建军.粗粒土的最大干密度理论计算方法研究[J].交通标准化.2009.

[2]朱崇辉，严宝文，刘俊民，王增红. 超粒径粗粒土最大干密度试验研究[J].岩石力学与工程学报，2007.

[3]郭庆国.超径粗粒土最大干密度的近似测定方法[J].水利学报.2006,12.