DCP动态圆锥贯入仪快速检测土基压实性能 摘
要:应用动态圆锥贯入仪现场快速检测了土基贯入度,建立了土基贯入度与贝克曼梁弯沉、承载板静回弹模量、便携式落锤弯沉仪动模量及灌砂法压实度、干密度和含水量之间的相关关系.回归分析结 果显示,各相关系数均大于0. 70.这表明动态圆锥贯入仪测试结果与土基设计指标和施工指标 之间存在着良好的相关性,可应用于土基压实性能的快速检测和评价.关键词:路基工程;动态圆锥贯入仪;贯入度;土基;快速检测
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压实性能是反映土基抗变形能力的主要施工
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[ 2- 3]
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. 这些测试方法均存在着测试时
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动取土器法等
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控制指标, 其优劣程度直接影响着路基承载能力,
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间长、操作复杂及损坏土基表面等缺点, 因此, 有
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. 通常,
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必要寻找一种快速、简便的现场检测方法.
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对土基压实性能的检测和评价尤为重要
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采用压实度表征土基的压实性能. 对土基压实性
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国内、外研究表明, 便携式落锤弯沉仪（ Porta
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能的测试方法主要有灌沙法、环刀法、灌水法与电
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ble Falling W eight Deflectometer, 简称 PFWD） 通
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过快速检测路基顶面模量可有效地反映路基压实 性能
[ 4- 6],但其影响深度有限.而动态圆锥贯入仪 （ Dynamic Cone Penetrometer, 简称 DCP） 通过快速检测土基的贯入度可有效地克服灌沙、环刀、灌水 与电动取土器等方法的缺点,是新一代土基压实性 能的快速检测设备;同时DCP与现场路基加州承载 比（ California Bearing Ratio,简称 CBR）和回弹模量 之间具有良好的相关性,可用来评价路基的强 度
[ 7- 10].为此,作者拟通过对大量的 DCP与现场承 载板、贝克曼梁、PFWD和灌砂法等现场测试结果 的对比分析,研究 DCP评价土基压实性能的方法和 可行性,为土基的施工质量控制提供参考依据. 1
DCP 测试原理 DCP 由英国交通研究实验室（ T ranspor tation Research Labor atory , 简称 TRL） 开发, 总重为 20 kg, 主要包括落高为575 mm 的 8 kg 落锤、贯入杆、标尺及与贯入杆端部连接的直径为20 m m的 圆锥锥尖,其中:锥尖的锥角为60 ,其构件与尺寸 具体如图1所示.
DCP 测试时, 通常需要 3 个人员操作, 其中: 一人握住手柄,竖起并扶住仪器,同时将锥尖朝下 贴紧土基表面,并尽量使贯入杆垂直于土基表面;一人提升落锤并让其自由下落,以冲击中间的圆盘;一人记录每次锤击后圆盘下指针盘对应的标 尺读数.由此,贯入杆在落锤的冲击作用下,逐渐贯入土基内部.显然,土基越坚硬,贯入一定深度 的次数就越多,相应的每锤贯入的深度就越小;反 之,土基越软,则贯入一定深度的次数就越少,而 每锤贯入深度就越大.因此, DCP的测试结果可以 反映土基内部的结构性能和压实情况. DCP 可在 85 cm 的深度范围内进行连续测试,当采用延长杆时,深度可达 2 m .一般情况 下, DCP测试1个测点只需 1~ 3 m in的时间,具 有快速检测的特点.为此,其测试结果采用贯入度 来反映:
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DN =
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y
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.
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（ 1）
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N
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式中: DN 为贯入度, mm / 锤;
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y 为从第 1 锤至
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后 1 锤的总贯入深度, mm ; N 为锤击次数.
图1 动态圆锥贯入仪的结构（ 单位: mm） 2
现场对比测试 为了验证DCP测试结果的可靠性,现场选定 了湖南省益阳市至宁乡县城际高速公路 K15 800~ K16 400 段 600 m 成型土质路基作为试验段.其中,填料为高液限粘土,其物理性质:液限 w L 为 52. 9% , 塑限 w P 为 28. 4% , 塑性指数 I P 为 24. 5% , 含水量 w o 为 16. 8% , 干密度 为 1. 76 g/ cm
3 . 为了进行不同测试方法的对比,在试验路段 上每20 m选取一个测点,在每个测点上依次进行 贝克曼梁弯沉、现场承载板静回弹模量、PFWD动 模量、DCP贯入度及灌砂法压实度的检测,相应的 检测结果如表 1所示.其中, DCP贯入深度按上路 床厚度取 30 cm.同时,为了保证压实度检测结果 的可靠性, DCP检测点与灌砂法试坑之间相隔5 cm以上. 3
相关性分析 根据表 1 不同测试方法的实测结果, 并剔除
