大型擊實與超大型擊實對摻礫土料壓實度的影響比較分析

摘要：在兩河口水電站大壩填筑工程的背景下，通過對比分析摻有礫石土料的壓實特性，進行大型打實和超大型打實兩個方面的分析。通過實驗設計和資料收集，對不同擊實條件下的土體壓實度進行了分析，并就大塊擊實對摻有碎石的土體壓實度有何影響進行了探討。分析成果能提供基礎數據，為填方建筑質量控制提供技術保障，促進經濟效益的提高。此項分析在技術改進、填筑工程實踐等方面具有指導意義。

關鍵詞：大型擊實超大型擊實摻礫土料壓實特性

ComparativeAnalysisoftheInfluenceofLargeCompactionandSuperLargeCompactionontheCompactnessofGravelSoil

WUKan

ChinaWaterandHydropower12thEngineeringBureauCo.，Ltd，Hangzhou，ZhejiangProvince，311600China

Abstract：InthecontextofthefillingprojectoftheLianghekouhydropowerstationdam，bycomparingandanalyzingthecompactioncharacteristicsofsoilmixedwithgravel，twoaspectsoflarge-scalecompactionandsuperlarge-scalecompactionareanalyzed.Throughexperimentaldesignanddatacollection，thecompactiondegreeofsoilunderdifferentcompactionconditionswasanalyzed，andtheimpactoflargeblockcompactiononthecompactiondegreeofsoilmixedwithcrushedstoneswasexplored.Theanalysisresultscanprovidebasicdata，providetechnicalsupportforqualitycontroloffillconstruction，andpromotetheimprovementofeconomicbenefits.Thisanalysishasguidingsignificanceintechnicalimprovement，fillingengineeringpractice，andotheraspects.

KeyWords：Largecompaction;Superlargecompaction;Gravelsoilmaterial;Compactioncharacteristic

在填筑工程中，土料的壓實度直接影響著工程的質量和安全，針對兩河口水電站大壩填筑工程中存在的問題，本研究通過對大型擊實和超大型擊實條件下摻礫土料的壓實特性進行比較分析。目的在于解決現場施工中使用300mm擊實試驗所得的預控線無法真實地反映壓實情況的問題，提高施工質量。通過實驗結果的分析，將探討不同擊實條件下土料的壓實度變化情況，并對其影響因素進行解釋和探討。本研究將為填筑工程的質量控制提供科學依據和技術支持，促進工程施工的可持續發展。

1研究背景與動機

填平工程直接關系到工程的安全可靠，是水利水電工程不可或缺的重要組成部分。在填方工程中，直接影響工程承載力和防滲性能的是土料的壓實度，這是一個至關重要的參數。但在實際施工中，土料的壓實情況往往存在較大的不確定性，原因是土源不均勻，天然含水量的差異，工程環境復雜等。特別是土源分散、土質特性各異的兩河口水電站大壩填筑工程，更需要對土質壓實特性進行深入研究，確保施工質量和工程安全。

本研究的背景基于兩河口水電站大壩填筑工程的實際情況，該工程采用礫石土心墻壩結構，土料來源于多個場地，包括亞中、蘋果園、普巴絨、瓜里、西地5個土料場，各個場地的土料特性存在較大的差異。在填筑過程中，采用的300mm擊實試驗得到的預控線與全料擊實試驗的預控線存在一定的偏差，影響了施工質量的控制[1]。本研究旨在通過對不同擊實條件下土料的壓實特性進行研究，解決現場施工中存在的質量控制問題，為填筑工程提供可靠的技術支持和科學依據。本研究具有一定的科學意義和工程實用價值。

本文重點解決的問題就是通過對原級配超大型擊實、替代法全料大型擊實和細料小型擊實的試驗研究，分析在不同擊實功下摻礫土料的擊實特性得出摻礫土全料和細料的最大干密度、最優含水率以及壓實度的變化情況，建立現場采用300m擊實所得預控線替代全料所得預控線的合理性，為后期大壩心墻填筑檢測質量控制提供基礎數據，研究推廣后，能加快試驗檢測的速度，為大壩填筑贏得充足的時間，并且提高經濟效益。通過對礫石土心墻壩填筑工程中土料的壓實特性進行深入研究，本研究旨在為填筑工程的質量控制提供科學依據和技術支持，促進填筑工程的施工質量和安全性提升，為我國水利水電工程的可持續發展作出貢獻。

2材料與方法

2.1土料來源與特性

本研究選取的土料樣本來源于兩河口水電站大壩填筑工程中的五個不同土料場，分別為亞中、蘋果園、普巴絨、瓜里和西地。這些土料場地的土料特性存在著一定的差異，主要體現在顆粒級配、天然含水量、力學性能和擊實性能等方面。不同土料場的土料特性數據如表1所示。

在試驗設計階段，選取了具有代表性的土樣，根據土場實際情況和工程要求進行初步篩選，確定其初始狀態，進行干濕自重測定。實驗過程中，選用合適的土質樣本，并利用先進的實驗設備和方法，對土質的壓實特性進行了詳細的測試和分析，嚴格按照工程的實際需要和實驗設計要求進行試驗。通過深入研究土質材料的來源和特性，提供可靠的基礎數據和科學依據，進行后續實驗設計和結果分析。

2.2實驗設計與試驗方法

本研究對摻有礫石的土料的壓實特性進行比較分析，采用了大型和超大型兩種不同的試驗條件。實驗設計階段，初步篩選并測定干濕重量，以確定其初始狀態，選取符合工程實際需要的土質樣品。選擇合適的土樣，按實驗要求進行壓實試驗，在能量和擊實次數上嚴格把關，保證了實驗的可比性和準確性[2]。具體地說，就是在大規模的擊實測試中，按照以下公式，選擇了符合工程標準要求，并進行了土體壓實測試的擊實設備。

（1）

式（1）中，表示擊實能量，表示擊實器的質量，表示擊實器的速度。而在超大型實彈射擊測試中，為了模擬實際填方工程中的超大型實彈射擊，使用了能量更高的實彈射擊裝備，增加了實彈射擊的次數。在試驗過程中，為獲取準確的實驗數據，全程跟蹤、記錄土料的壓實過程，采用現場實時監測、數據記錄的方式。利用統計學方法分析實驗數據，將不同擊實條件下土料的壓實效果、壓實度的差異，通過方差分析等方法進行比較。通過上述實驗設計和方法的選擇，為填方工程的施工質量控制提供可靠的技術支持和指導，全面準確地評估不同擊實條件對土體壓實性能的影響。

2.3數據采集與分析

在檢測過程中，采取現場實時監控、數據備案的方式，全程跟蹤、記錄土方壓實過程。通過實驗設備的傳感器和數據采集系統，實時獲取關鍵參數的干密度、含水率等關鍵數據，在不同的擊實條件下，對土料進行實時采集。還利用先進的實驗設備，對粒級配比、力學性能等指標的測定在內的土質樣本進行了細致的物性檢測[3]。不同擊實條件下土料的干密度和含水率數據如表2所示。

研究表明，在超大型條件下，土體壓實度與大型條件下相比有明顯提高，其差異在統計學上具有重要意義。通過上述資料的收集和分析，使對填筑工程的施工質量控制有了科學的依據和技術支撐，從而能夠深入了解不同的打實條件對土體壓實性能的影響。

3大型擊實試驗結果分析

3.1超大型擊實條件下的摻礫土料壓實特性

在超大規模的擊實條件下進行壓實試驗，結果表明，在超大規模的擊實作用下，摻入礫石的土料呈現出一系列顯著的壓實特性。土質干密度隨打實次數的增加而逐步提高，說明超大規模的打實對密實化土質有有效的促進作用。在一定范圍內，隨著擊打次數的增加，土質含水率呈遞減趨勢，這表明超大規模的擊打可以使土質中的空隙空間得到有效降低，使土質含水率降低。還觀察到，土料的顆粒排列更加緊密，顆粒之間的相互作用增強，土料抗壓能力和承載能力明顯增強，土料的抗壓能力在超大型的打實條件下，適合于填筑工程實際應用的碎石土料，顯示出極高的壓實效果和極佳的力學性能[4]。超大型擊實條件下的摻礫土料壓實特性如圖1所示。

3.2大型擊實對摻礫土料壓實度的影響比較

相比之下，大型擊實條件下的壓實試驗結果呈現出一些與超大型擊實不同的特點。在大型擊實條件下，土料的干密度增加速度相對較慢，雖然隨著擊實次數的增加也能夠提高土料的密實度，但其效果不及超大型擊實明顯。大型擊實對土料含水率的影響相對較小，土料的含水率在大型擊實過程中變化不明顯。與超大型擊實相比，大型擊實條件下土料的顆粒排列相對松散，土料的抗壓能力和承載能力略有下降[5]。這些差異可能是由于擊實能量和頻率的不同所導致的，表明了不同擊實條件對土料壓實性能的影響差異。

大型擊實和超大型擊實條件下的摻礫土料表現出了不同的壓實特性，超大型擊實條件下的土料具有較高的干密度、較低的含水率和優良的力學性能，適用于填筑工程中對土料壓實度要求較高的場合；而大型擊實條件下的土料壓實度相對較低，但仍然具有一定的實用價值，可根據具體工程要求進行選擇和應用。這些結果對填筑工程的施工質量控制和工程設計具有一定的指導意義和實用價值。

4討論與解釋

4.1結果解釋與現場應用

通過對大型擊實和超大型擊實條件下的壓實試驗結果進行解釋，可以得出以下結論：（1）超大型擊實條件下的土料表現出了較高的干密度和較低的含水率，具有優良的壓實特性和力學性能，適合用于填筑工程中對土料壓實度要求較高的場合；（2）而大型擊實條件下的土料雖然壓實效果相對較差，但仍然具有一定的實用價值，可根據具體工程要求進行選擇和應用。這些結果對填筑工程的現場施工具有重要的指導意義，可以幫助工程施工人員選擇合適的擊實條件和土料來源，提高施工質量和效率。

在實際運用中，為達到最好的填筑效果，根據工程的具體情況和要求，選擇適當的擊實條件和土料來源是非常重要的。例如：在要求土料的密實度和力學性能更高時，超大型擊實條件下的土料是優先的選擇[6]；而對于一般的填筑項目，大型擊實條件下的土料也可滿足基本的施工要求，可結合實際情況對擊實條件和土料來源進行綜合選擇與運用。

本研究成果還可作為填筑項目工程設計的參考依據，通過對土料壓實性能的深入研究分析，對土料的力學性能以及工程適用性有更準確的考核，從而對工程設計提供科學基礎與技術保障，結合上述成果對土料的選用與運用進行合理規劃，可保證項目施工質量與安全，結合本調研成果，對填筑項目選擇土料及運用進行合理規劃，保證項目順利推進。

4.2技術優勢與局限性分析

本研究揭示了不同的擊實條件對土體壓實性能的影響差異，通過深入研究和分析大型和超大型的擊實條件下土體的壓實特性。在對土體壓實度有較高要求的填筑工程中，超大型打實條件下的土體表現出較高的壓實效果和優良的力學性能，技術優勢明顯。雖然大型打實條件下的土料壓實效果比較差，但仍有一定的實用價值，可根據項目的實際情況選用應用。

然而，這個研究也是有局限性的，這項研究的實驗樣本來自可能受地質條件和土質來源限制、不具有普適性的特定填土工程現場。本研究在沒有對其他擊實條件進行比較分析的情況下，只考慮了土料在大、超大兩種擊實條件下的壓實特性，存在研究范圍的局限性[7]。本研究對土料的抗剪強度、防滲性能等其他性能指標研究不夠深入，對土料的綜合性能分析不夠充分。

今后的研究可以擴大研究樣本的范圍，把更多的擊實條件和土料來源考慮進去，進一步提高研究結果的普適性和可靠性。可以進一步對土料的綜合性能進行研究，把其他性能指標也結合進去，從而提供更為全面的技術支持和指導，把填筑工程的施工質量控制和工程設計工作做得更到位。

5結語

本研究對摻礫土料在大擊實條件和超大擊實條件下的壓實特性進行比較分析，揭示了不同擊實條件下土料壓實性能的差異。研究表明，在超大型擊實條件下的土料具有較好的壓實效果和優良的力學性能，對填筑工程中對土料壓實度要求較高的場合比較適用；雖然大型擊實條件下的土料壓實性相對較差，但仍有一定的實際應用價值。此項研究成果對填筑工程的施工質量控制和工程設計起到了重要的參考依據及技術支持的作用，并有一定的實際運用價值。

參考文獻

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