淺談灌砂法在密度試驗中的一種應用

高晨珂劉淑靜單巍巍（.西安思源學院 陜西 西安 70038；.安徽省交通規劃設計院 安徽 合肥 30000）

淺談灌砂法在密度試驗中的一種應用

高晨珂1劉淑靜1單巍巍2
（1.西安思源學院 陜西 西安 710038；2.安徽省交通規劃設計院 安徽 合肥 230000）

本文根據現行灌砂法測定密度試驗方法和原理提出一種試驗方法，并將兩者結果進行分析，旨在為類似案例提供參考。

灌砂法；檢測；干密度

1 前言

檢測路基路面壓實度的基本原理為檢測現場材料壓實后的干密度與該材料的標準干密度，通過兩者之比確定路基路面的壓實度。灌砂法由于其工藝簡單，能檢測路基和中低級路面多個部位的密度和壓實度，因此被廣泛應用于公路施工檢測中。

灌砂法是利用均勻顆粒的砂，由一定高度下落到規定容積的試筒或試洞內，通過單位重不變的原理來測量試筒或試洞的容積。具體說來，是用標準砂來置換試洞中的集料，根據標準砂密度求得集料的密度，并根據集料的含水量來推算出試樣的實測干密度。

但在實際試驗中，灌砂法的操作過程繁瑣復雜，原理雖然簡單，操作過程費時費力，數據和操作過程受人為因素影響大，其中一步出錯對結果影響很大，因此對試驗人員的試驗能力要求較高。本文基于灌砂法現行試驗方法，根據灌砂法試驗原理，結合實際，簡述一種較為簡易的試驗過程。

測點 方法量砂密度（g）干密度（cm從試洞內取出的沙土質量（g）含水量（%）填滿試洞所需砂的質量（g）濕密度（cm 3 g）3 g）cm31# 2 1.52 2237 1971 16.5 1.73 1.48 1 1.51 2229 1980 16.5 1.70 1.46 2# 2 1.52 2158 2052 16.3 1.60 1.37 1 1.51 2179 2022 16.3 1.63 1.40 3# 2 1.52 2531 2341 13.1 1.64 1.45 1 1.51 2559 2321 13.1 1.66 1.47

2 基本原理

檢測砂土的密度：

式中， tm 為從試洞內取出的全部沙土的質量，單位g； m 為填滿試洞所

b需標準砂的質量，單位g；ω為取出的砂土樣的含水量；sρ為標準砂的密度，單位3cm g ，求法如下。

標準砂的密度：

Ma為灌滿標定罐所需的標準砂的質量，單位g；V為標定罐的體積，單位cm3

3 操作步驟

3.1 儀器設備

見《公路路基路面現場測試規程》(JTG E60 －2008)，此處不再贅述。

3.2 試驗步驟

根據上述基本原理，操作步驟仍根據《公路路基路面現場測試規程》（下述規程），有所簡化，操作過程簡述如下：

①稱取標定罐質量；

②向灌沙桶裝沙至桶頂15mm左右；

③將標定罐置于灌砂筒下方，打開灌砂筒開關讓沙自由流出，直至沙不再流出時關閉開關；

④用鋼尺小心地刮去標定罐上部多余標準砂，稱取裝滿量砂的標定罐質量，則aM；

⑤測定標定罐體積V，此方法同規程；

⑥將基板放在清掃干凈的測點上，沿基板中孔鑿洞在鑿洞過程中將鑿松的材料取出裝入塑料袋中（保持水分），試洞深度等于測定層厚度，稱取每次取出的松動材料的質量，全部材料總質量tm；

⑦從挖出的全部材料中取出有代表性的去測其含水率ω；

⑧在試洞挖好后將灌沙桶放在試坑上，打開開關讓沙流入試坑，停止時關閉開關，稱取灌砂筒前后質量，可得填滿試洞所需量砂質量bm。

4 結果比較

表2 試驗結果比較

為測試上述灌砂法的檢測效果，選擇同一處場地，在同一處測點處，分別采用規程所述標準灌砂法試驗和本文所述灌砂法分別進行密度試驗，并對其試驗結果進行分析。

本文選擇測試地點為陜西省西安市某地，三個測點1#、2#、3#進行試驗。

為描述方便，將按照規程的灌砂方法稱為方法1，將本文所述方法稱為方法2。試驗數據及結果見表1，并對結果進行分析，見表2.

從表中數據可以看出，由方法1和方法2測出量砂密度分別為1.51g/cm3、1.52g/cm3，相差0.66%；在1#測點處測出的土樣干密度分別為1.46g/cm3、1.48g/cm3，相差百分數-1.37%；2#測點處測出的土樣干密度分別為1.40g/cm3、1.37g/cm3，相差百分數2.14%；1#測點處測出的土樣干密度分別為1.47g/cm3、1.45g/cm3，相差百分數1.36%。

表1 方法1與方法2試驗數據及結果

根據上述分析，采用方法1和方法2測出土樣的濕密度和干密度差值均不超過5%，在允許誤差范圍之內。因此，在初步確定土樣密度及壓實度的情況下，采用方法2可以滿足試驗要求。

5 結論

用灌砂法測定現場壓實度實際操作起來復雜繁瑣，要求操作人員懂得該試驗的基本原理，采用簡易的方法2可以用于初步確定土樣密度及壓實度的情況，試驗中應嚴格控制每一個操作步驟，盡量減少由于操作所引起的誤差，使檢測結果與現場實際結果相符合，進而更好地指導工程施工。

[1]公路路基路面現場測試規程（JTG E60-2008）[S].北京：人民交通出版社，2008．

[2]公路土工試驗規程（JTG E40-2007）[S].北京：人民交通出版社，2008．

[3]靳宏利.淺談現場灌砂法試驗誤差及糾正措施[J].公路交通科技應用技術版.2012,9

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1007-6344（2016）04-0041-01