一种含砂泥岩松土方法
【专利摘要】本发明涉及含砂泥岩土方【技术领域】，具体是一种含沙泥浆松土方法，含砂泥岩的强度随着浸泡时间的增长，含砂泥岩的含水量也不断增大，抗压强度降低，从而对一些松土无法松动的含砂泥岩浇水，及浸泡，可以降低其抗压强度，从而有助于松土开挖。本发明同现有技术相比，其优点在于：用全机械施工，有效的利用施工区域的地下水，通过对高强度含砂泥岩浇水，提高含砂泥岩的含水率，降低其抗压强度，从而有助于松土开挖，相对于爆破施工更加环保、安全。
【专利说明】一种含砂泥岩松土方法
[【技术领域】]
[0001]本发明涉及含砂泥岩土方【技术领域】，具体是一种含沙泥浆松土方法。
[【背景技术】]
[0002]随着城镇化的进程的加快、交通运输业的发展，铁路工程越来越多，且工期紧，铺设铁路的过程中需要对路基进行挖掘，但挖掘的过程中会有石灰岩、花岗岩、泥岩难以挖掘的沉积岩，泥岩是一种由泥巴及黏土固化而成的沉积岩，其成分与构造和页岩相似但较不易碎，泥岩在干燥状态下比较坚硬，抗压强度和抗剪强度与石灰岩、花岗岩相近，岩石等级可以达到4~5级，长期浸泡在地下水位以下的含砂泥岩，在水位降低、水分完全散失时，会重新变得很坚硬。
[0003]由于含砂泥岩很坚硬，松土器无法松动，现有技术多数是采用爆破的方法粉碎含砂泥岩，但爆破需要在含砂泥岩的表面进行钻孔，钻孔时间很长，爆破的成本大、手续多、费用高、安全隐患大，管理层次。
[
【发明内容】
]
[0004]本发明的目的在于针对现有技术用爆破成本大、手续多、费用高、安全隐患大等问题，提供一种充分利用现场资源、高效安全的对高强度泥岩进行开挖的含沙泥浆松土方法。
[0005]为了实现上述目的，提供一种含砂泥岩松土方法，含砂泥岩的强度随着浸泡时间的增长，含砂泥岩的含水量也不断增大，抗压强度降低，从而对一些松土无法松动的含砂泥岩浇水，及浸泡，可以降低其抗压强度，从而有助于松土开挖。
[0006]上述的具体方法如下:
[0007]a.首先在同一区域高强度泥岩处，取7块含砂泥岩圆柱体；
[0008]b.用烘干法，取两小块试块，试块C、试块d，分别放在铝制小圆筒中，测得质量为分别为H^m2，向两圆筒中加入足量的酒精，燃烧，待酒精停止燃烧，圆筒冷却之后，测得试块C、试块d的质量分别为m/、m2’,则含砂泥岩初始含水率W。= (m1-m1' ) /m/ X 100%, Wd=(m2-m2’)/m2’ X 100%,则原有含砂泥岩含水率区试块C、试块d的平均含水率等于(we+wd)/2;
[0009]c.将7个试块分成7组，每组I个，取其中一组计算含砂泥岩试块含水率随时间的变化情况，具体方法为:
[0010](1)用电子秤分别称取块质量，质量大小为m3 ;
[0011](2)将试块放入水中；
[0012](3)每隔10分钟将其取出，用干毛巾擦干其表面的水，称量一次其质量，共测量称量16次；
[0013](4)由初始含水率可求得该试块的干重，进一步可求得各个称量点，试块对于的含水率，将所得含水率绘成与测量时间相关的曲线；
[0014]d.将剩余6组的某一组不进行浸水并编号为0，其余5组进行分别将其放入盛满水的水槽中，将浸水的7组试块分别进行编号，为1、2、3、4、5，浸泡时间分别为O分钟、20分钟、40分钟、60分钟、80分钟、100分钟，到计划浸泡时间点，将试块取出，放在恒加载试验机上，对取出的试块进行单轴压缩试验，加载速率为5kN/s，将单轴抗压试验测得抗压强度绘制成关于浸水时间的曲线；
[0015]e.根据抗压强度绘制成关于浸水时间的曲线和含水率绘成与测量时间相关的曲线确定对高强度含砂泥岩浇足量的水，及浸泡足够长的时间，降低含砂泥岩的抗压强度，从而有助于松土开挖。
[0016]上述的具体方法如下:
[0017]a.首先在同一区域高强度泥岩处，取10块直径为15cm的含砂泥岩圆柱体，高度IOcm到25cm,将取得的含砂泥岩切割成7块7X7X7cm的含砂泥岩立方体试块；
[0018]b.用烘干法，取两小块试块，试块C、试块d，分别放在铝制小圆筒中，测得质量为分别为29.6g、40.1g,向两圆筒中加入足量的酒精，燃烧，待酒精停止燃烧，圆筒冷却之后，测得试块C、试块d的质量分别为29.5g、40.0g,则含砂泥岩初始含水率W。= (29.6-29.5)/29.5X100%=0.34%, Wd= (40.1-40.0) /40.0 X 100%=0.26%,则原有含砂泥岩含水率区试块C、试块d的平均含水率等于(0.34%+0.26%) /2=0.3% ；
[0019]C.将7个试块分成7组，每组I个，取其中一组研究含砂泥岩试块含水率随时间的变化情况，具体方法为:
[0020](I)用电子秤(精度为0.1g)分别称取块质量，质量大小为792.9g ；
[0021](2)将试块放入盛有为20cm高度的水中；
[0022](3)每隔10分钟将其取出，用干毛巾擦干其表面的水，称量一次其质量。共测量称量16次；
[0023](4)由初始含水率可求得该试块的干重，进一步可求得各个称量点，试块对于的含水率,将所得含水率绘成与测量时间相关的曲线；
[0024]d.将剩余6组的某一组不进行浸水并编号为0，其余5组进行分别将其放入长、宽、高分别为15cm、10cm、25cm盛满水的水槽中，将浸水的7组试块分别进行编号，为1、2、3、
4、5，浸泡时间分别为O分钟、20分钟、40分钟、60分钟、80分钟、100分钟，到计划浸泡时间点，将试块取出，放在恒加载试验机上，对取出的试块进行单轴压缩试验，加载速率为5kN/s，将单轴抗压试验测得抗压强度绘制成关于浸水时间的曲线；
[0025]e.根据抗压强度绘制成关于浸水时间的曲线和含水率绘成与测量时间相关的曲线确定对高强度含砂泥岩浇足量的水，及浸泡足够长的时间，降低含砂泥岩的抗压强度，从而有助于松土开挖，保证每次松土可达50?IOOcm深度。
[0026]本发明同现有技术相比，其优点在于:用全机械施工，有效的利用施工区域的地下水，通过对高强度含砂泥岩浇水，提高含砂泥岩的含水率，降低其抗压强度，从而有助于松土开挖，相对于爆破施工更加环保、安全。
[【专利附图】
【附图说明】]
[0027]图1为泥岩含水率变化与浸泡时间曲线图；
[0028]图2为泥岩抗压强度与浸泡时间曲线图；
[0029]指定图1作为本发明的摘要附图。[【具体实施方式】]
[0030]下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0031]实施例1
[0032]含砂泥岩的强度随着浸泡时间的增长，含砂泥岩的含水量也不断增大，抗压强度降低，从而对一些松土无法松动的含砂泥岩浇水，及浸泡，可以降低其抗压强度，从而有助于松土开挖。
[0033]含沙泥浆方法的具体试验方法为:
[0034]a.首先在同一区域高强度泥岩处，取10块直径为15cm的含砂泥岩圆柱体，高度IOcm到25cm,将取得的含砂泥岩切割成7块7X7X7cm的含砂泥岩立方体试块；
[0035]b.用烘干法，取两小块试块，试块C、试块d，分别放在铝制小圆筒中，测得质量为分别为29.6g、40.1g,向两圆筒中加入足量的酒精，燃烧，待酒精停止燃烧，圆筒冷却之后，测得试块C、试块d的质量分别为29.5g、40.0g,则含砂泥岩初始含水率W。= (29.6-29.5)/29.5X100%=0.34%, Wd= (40.1-40.0) /40.0 X 100%=0.26%,则原有含砂泥岩含水率区试块C、试块d的平均含水率等于(0.34%+0.26%) /2=0.3% ；
[0036]c.将7个试块分成7组，每组I个，取其中一组研究含砂泥岩试块含水率随时间的变化情况，具体方法为:
[0037](I)用电子秤(精度为0.1g)分别称取块质量，质量大小为792.9g ；
[0038](2)将试块放入盛有为20cm高度的水中；
[0039](3)每隔10分钟将其取出，用干毛巾擦干其表面的水，称量一次其质量。共测量称量16次；
[0040](4)由初始含水率可求得该试块的干重，进一步可求得各个称量点，试块对于的含水率，将所得含水率绘成与测量时间相关的曲线；
[0041]d.将剩余6组的某一组不进行浸水并编号为0，其余5组进行分别将其放入长、宽、高分别为15cm、10cm、25cm盛满水的水槽中，将浸水的7组试块分别进行编号，为1、2、3、
4、5，浸泡时间分别为O分钟、20分钟、40分钟、60分钟、80分钟、100分钟，到计划浸泡时间点，将试块取出，放在恒加载试验机上，对取出的试块进行单轴压缩试验，加载速率为5kN/s，将单轴抗压试验测得抗压强度绘制成关于浸水时间的曲线；
[0042]e.根据抗压强度绘制成关于浸水时间的曲线和含水率绘成与测量时间相关的曲线确定对高强度含砂泥岩浇足量的水及浸泡足够长的时间，降低含砂泥岩的抗压强度，从而有助于松土开挖，保证每次松土可达50?IOOcm深度。
[0043]经试验测得高强度含砂泥岩的强度与浸水时间的关系，随着浸水时间的增长，含水率增加如图1所示；随着浸泡时间的增长，抗压强度降低如图2所示，且浸水超过一个小时含砂泥岩的抗压强度将降低约20MPa。对高强度含砂泥岩浇足量的水，及浸泡足够长的时间，保证每次松土可达50?IOOcm深度，施工区域内有足够的水资源，在需要浇水的区域大小围成一个水槽或多个水槽，以减少水的流失。
[0044]实施例3
[0045]含沙泥浆方法的具体操作方法为:[0046]先对该区域浇水I个小时，若该区域在浇水时，水容易从泥岩表面流失，则在可以简易的制作一个高为15cm的围堰；再采用大功率反铲挖掘机安装独钩松土器，对含砂泥岩先进行松动再装车外运，成梯阶式施工；并将松土器无法松动的高强度含砂泥岩分为三个区，一区洒水、二区松土器松动含砂泥岩、三区挖掘机装土外运，循环施工。
[0047]本施工方法中的施工工艺，快速有效的完成了施工任务，本施工方法最大的特点就是全机械施工，流水平行作业，有效的利用施工区域的地下水，相对于爆破施工更加环保、安全，使机械使用效率完全发挥。
【权利要求】
1.一种含砂泥岩松土方法，其特征在于含砂泥岩的强度随着浸泡时间的增长，含砂泥岩的含水量也不断增大，抗压强度降低，从而对一些松土无法松动的含砂泥岩浇水，及浸泡，可以降低其抗压强度，从而有助于松土开挖。
2.如权利要求1所述的一种含砂泥岩松土方法，其特征在于所述的具体方法如下: a.首先在同一区域高强度泥岩处，取7块含砂泥岩圆柱体； b.用烘干法，取两小块试块，试块C、试块d，分别放在铝制小圆筒中，测得质量为分别Smpm2，向两圆筒中加入足量的酒精，燃烧，待酒精停止燃烧，圆筒冷却之后，测得试块C、试块d的质量分别为1?'!?'则含砂泥岩初始含水率W。= (IIi1-Hi1 J Vm/ X 100%, Wd= (m2_m2’ )/m2’ X 100%,则原有含砂泥岩含水率区试块C、试块d的平均含水率等于(we+wd) /2; c.将7个试块分成7组，每组I个，取其中一组计算含砂泥岩试块含水率随时间的变化情况，具体方法为: (1)用电子秤分别称取块质量，质量大小为m3; (2)将试块放入水中； (3)每隔10分钟将其取出，用干毛巾擦干其表面的水，称量一次其质量，共测量称量16次； (4)由初始含水率可求得该试块的干重，进一步可求得各个称量点，试块对于的含水率，将所得含水率绘成与测量时间相关的曲线； d.将剩余6组的某一组不进`行浸水并编号为0，其余5组进行分别将其放入盛满水的水槽中，将浸水的7组试块分别进行编号，为1、2、3、4、5，浸泡时间分别为O分钟、20分钟、40分钟、60分钟、80分钟、100分钟，到计划浸泡时间点，将试块取出，放在恒加载试验机上，对取出的试块进行单轴压缩试验，加载速率为5kN/s，将单轴抗压试验测得抗压强度绘制成关于浸水时间的曲线； e.根据抗压强度绘制成关于浸水时间的曲线和含水率绘成与测量时间相关的曲线确定对高强度含砂泥岩浇足量的水及浸泡足够长的时间，降低含砂泥岩的抗压强度，从而有助于松土开挖。
3.如权利要求2所述的一种含砂泥岩松土方法，其特征在于所述的具体方法如下: a.首先在同一区域高强度泥岩处，取10块直径为15cm的含砂泥岩圆柱体,高度IOcm到25cm,将取得的含砂泥岩切割成7块7X7X7cm的含砂泥岩立方体试块； b.用烘干法，取两小块试块，试块C、试块d，分别放在铝制小圆筒中，测得质量为分别为29.6g、40.1g,向两圆筒中加入足量的酒精，燃烧，待酒精停止燃烧，圆筒冷却之后，测得试块C、试块d的质量分别为29.5g、40.0g,则含砂泥岩初始含水率w。= (29.6-29.5)/29.5X100%=0.34%, Wd= (40.1-40.0) /40.0 X 100%=0.26%,则原有含砂泥岩含水率区试块C、试块d的平均含水率等于(0.34%+0.26%) /2=0.3% ； c.将7个试块分成7组，每组I个，取其中一组研究含砂泥岩试块含水率随时间的变化情况，具体方法为: (1)用电子秤(精度为0.1g)分别称取块质量，质量大小为792.9g ； (2)将试块放入盛有为20cm高度的水中； (3)每隔10分钟将其取出，用干毛巾擦干其表面的水，称量一次其质量。共测量称量16次;(4)由初始含水率可求得该试块的干重，进一步可求得各个称量点，试块对于的含水率，将所得含水率绘成与测量时间相关的曲线； d.将剩余6组的某一组不进行浸水并编号为O，其余5组进行分别将其放入长、宽、高分别为15cm、10cm、25cm盛满水的水槽中，将浸水的7组试块分别进行编号，为1、2、3、4、5，浸泡时间分别为O分钟、20分钟、40分钟、60分钟、80分钟、100分钟，到计划浸泡时间点，将试块取出，放在恒加载试验机上，对取出的试块进行单轴压缩试验，加载速率为5kN/s，将单轴抗压试验测得抗压强度绘制成关于浸水时间的曲线； e.根据抗压强度绘制成关于浸水时间的曲线和含水率绘成与测量时间相关的曲线确定对高强度含砂泥岩浇足量的水及浸泡足够长的时间，降低含砂泥岩的抗压强度，从而有助于松土开挖， 保证每次松土可达50~IOOcm深度。
【文档编号】E02D3/00GK103696411SQ201310723447
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】周如成, 潘留生, 王志宏, 陈哲红, 孙维轩, 吕致博, 武亚云, 孙曙, 王希聪 申请人:中铁上海工程局有限公司, 中铁上海工程局市政工程有限公司