濕陷系數(shù)δ檢測
濕陷系數(shù)δ是評價黃土、膨脹土等特殊土類濕陷特性的核心指標(biāo),它定量描述了土體在一定壓力作用下,浸水飽和后所產(chǎn)生的相對濕陷變形量(單位厚度土樣的濕陷量)。準(zhǔn)確測定濕陷系數(shù)δ對于巖土工程勘察、地基基礎(chǔ)設(shè)計、處理方案選擇及建筑物安全評價至關(guān)重要。濕陷性黃土地區(qū)的地基處理等級、建筑物的防護措施等均依賴于該參數(shù)的準(zhǔn)確測定。忽視或低估其濕陷性,可能導(dǎo)致地基不均勻沉降、建筑物開裂甚至倒塌等嚴(yán)重工程事故。因此,濕陷系數(shù)δ的檢測是工程建設(shè)前期勘察和工程質(zhì)量控制中不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
檢測項目
濕陷系數(shù)δ檢測的核心項目即為計算得出濕陷系數(shù)δ值本身。根據(jù)工程需要和規(guī)范要求,圍繞此核心進行的檢測項目通常還包括:
- 單點濕陷系數(shù)δ?:在某一特定壓力p下測得的濕陷系數(shù)。
- 分級濕陷系數(shù)δ:在自重壓力至自重壓力與附加壓力之和的壓力區(qū)間內(nèi),各級壓力下測得的濕陷系數(shù)。
- 濕陷起始壓力psh:土體開始發(fā)生濕陷變形時所對應(yīng)的最小壓力值(通常通過δ-p曲線確定)。
- 飽和狀態(tài)下土樣的物理性質(zhì)指標(biāo):如含水率、密度等,用于結(jié)果分析校正。
檢測儀器
濕陷系數(shù)δ的檢測主要在固結(jié)儀(又稱壓縮儀)上進行。主要儀器設(shè)備包括:
- 固結(jié)儀:核心設(shè)備,提供垂直壓力并測量變形。常見類型有杠桿式、氣壓式、液壓式或自動數(shù)據(jù)采集的固結(jié)儀(如K0固結(jié)儀)。
- 環(huán)刀:用于切取保持原狀結(jié)構(gòu)的土樣,標(biāo)準(zhǔn)尺寸通常為直徑61.8mm或79.8mm,高度20mm。
- 加壓設(shè)備:如砝碼、氣壓控制器、液壓伺服系統(tǒng)等,用于對土樣施加精確、穩(wěn)定的各級垂直壓力。
- 變形測量裝置:通常為百分表(精度0.01mm)或位移傳感器(分辨率更高),用于測量土樣在壓力作用下的壓縮量以及在浸水后的濕陷量。
- 飽和裝置:用于向固結(jié)容器內(nèi)注水,使土樣浸水飽和。
- 透水石與濾紙:放置在土樣上下兩端,允許水分排出和進入。
- 其他輔助工具:天平(感量0.01g)、烘箱、干燥器、切土刀、修土刀、秒表等。
檢測方法
濕陷系數(shù)δ的測定依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗方法(單線法或雙線法),最常用的是單線法。其具體步驟如下:
- 試樣制備:用環(huán)刀在勘探孔取出的原狀土樣(或按要求制備重塑樣)上切取試樣,測定其天然密度和含水率。將試樣連同環(huán)刀放入固結(jié)容器內(nèi),上下放置透水石和濾紙。
- 儀器安裝:將裝有試樣的固結(jié)容器置于加壓框架下,安裝好變形測量裝置(如百分表),并調(diào)整至零點。
- 施加第一級壓力:施加第一級壓力(通常為50kPa或土的自重壓力)。每級加壓后,按規(guī)定時間間隔(如0、0.25、1、2.25、4、6.25、9、12.25、16、20.25、25、36、49、64、... 1440分鐘)記錄壓縮變形量,直至達到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)(如每小時變形量不超過0.01mm)。
- 逐級加壓:按預(yù)定的壓力等級(如50, 100, 150, 200, 300, 400 kPa等)逐級增加壓力,重復(fù)步驟3,測定每級壓力下的穩(wěn)定壓縮變形量。加壓等級應(yīng)根據(jù)土質(zhì)軟硬和工程實際壓力范圍確定。
- 浸水飽和:在最后一級壓力(通常是需要評價濕陷性的壓力p,如200kPa或上覆土自重壓力與附加壓力之和)下,變形穩(wěn)定后,向固結(jié)容器內(nèi)注水進行飽和。注水時需防止水流沖擊土樣。
- 觀測濕陷變形:試樣浸水后,按步驟3的時間間隔持續(xù)觀測變形量,直至濕陷變形達到穩(wěn)定(通常需要較長時間,如24小時以上或更久,直至每小時變形量小于0.01mm)。記錄最終的濕陷穩(wěn)定變形量。
- 終止試驗:濕陷穩(wěn)定后,可根據(jù)需要繼續(xù)加壓測定更高壓力下的變形,或終止試驗。最后卸除壓力,取出試樣測定其飽和含水率和密度。
- 計算濕陷系數(shù)δ:
δs = (hp - hp') / h0
式中:
- δs - 在壓力p作用下的濕陷系數(shù);
- hp - 試樣在壓力p作用下,浸水前的高度(mm);
- hp' - 試樣在壓力p作用下,浸水飽和且變形穩(wěn)定后的高度(mm);
- h0 - 試樣的原始高度(mm)。
雙線法則需制備兩個(或兩組)物理狀態(tài)相同的試樣(通常為同一土層的平行樣):一個在天然含水率狀態(tài)下逐級加壓至最大壓力;另一個則先在較小壓力(如50kPa)下穩(wěn)定后浸水飽和,然后在飽和狀態(tài)下逐級加壓至同樣最大壓力,分別繪制壓縮曲線,通過比較同一壓力下兩條曲線的孔隙比差值來計算δ。單線法更常用且符合大多數(shù)規(guī)范要求。
檢測標(biāo)準(zhǔn)
濕陷系數(shù)δ的檢測必須嚴(yán)格遵循國家或行業(yè)頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,確保結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性。主要依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)包括:
- 《濕陷性黃土地區(qū)建筑標(biāo)準(zhǔn)》GB 50025:這是針對黃土地區(qū)建筑的最核心國家標(biāo)準(zhǔn)。其附錄中詳細(xì)規(guī)定了濕陷性試驗(單線法)的具體要求和方法,包括試樣尺寸、壓力等級、穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)、浸水方法及δ的計算公式。
- 《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50123:該標(biāo)準(zhǔn)第15章“固結(jié)試驗”和第24章“濕化試驗”提供了進行固結(jié)試驗和測定濕陷變形的一般性、基礎(chǔ)性的試驗方法、步驟和要求,是各類土工試驗的基礎(chǔ)規(guī)范。
- 《工程巖體試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50266:雖然主要針對巖體,但其中關(guān)于軟弱夾層或特殊土的試驗方法有時可參考。
- 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):如交通、水利、鐵路等行業(yè)根據(jù)其工程特點制定的相關(guān)勘察規(guī)范或試驗規(guī)程,如《公路土工試驗規(guī)程》JTG 3430等,其中也包含濕陷性試驗的專門規(guī)定,需根據(jù)工程所屬行業(yè)執(zhí)行。
關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)要點強調(diào):
- 試樣要求:必須保持原狀結(jié)構(gòu)(I級土樣),環(huán)刀尺寸符合規(guī)定。
- 壓力等級:自重濕陷系數(shù)常用50、100、150、200kPa;總濕陷系數(shù)常用200、300、400kPa。GB 50025有明確的分級壓力規(guī)定(如50, 100, 150, 200, 300, 400, 600 kPa...)。
- 穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn):壓縮穩(wěn)定通常為每小時變形量≤0.01mm;濕陷穩(wěn)定時間較長,規(guī)范要求至少24小時,或達到每小時變形量≤0.01mm。
- 結(jié)果判定:GB 50025規(guī)定,當(dāng)δs < 0.015 時,應(yīng)定為非濕陷性黃土;δs ≥
CMA認(rèn)證
檢驗檢測機構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定證書
證書編號:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS認(rèn)可
實驗室認(rèn)可證書
證書編號:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO認(rèn)證
質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書
證書編號:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日