一种基于电阻率反演的水泥土挤密桩压实度测算方法与流程

本发明涉及工程应用，具体为一种基于电阻率反演的水泥土挤密桩压实度测算方法。

背景技术：

1、长期以来，对于水泥土挤密桩桩身质量控制最重要的检测指标是桩身的压实度。目前桩体压实度的检测方法主要是使用环刀法测得土样的干密度，然后结合击实试验测得土样的最大干密度，最后得到压实度。

2、但在实际利用环刀法测取压实度时，存在以下问题：首先当桩体中存在较为松散的粗骨料时，环刀法得到的压实度误差较大；其次环刀法测试压实度过程繁琐，且工作量较大与工作时间较长，效率低下；最后环刀法对桩体取样时会在一定程度上破坏水泥土挤密桩的结构。因此采用一种无损快速检测压实度的方法尤为重要。

技术实现思路

1、针对传统环刀取样法测试时间长、所测得压实度较难代表整根桩体的压实度、对桩体有轻微的破坏并且难以用于骨料较大的桩体压实度的测试等问题，本发明提供了一种基于电阻率反演的水泥土挤密桩压实度测算方法，包括以下步骤：

2、获取多个水泥土挤密桩的电阻率、水泥掺量、含水率、龄期和干密度，并利用数据拟合和理论计算，确定水泥土挤密桩的电阻率计算公式

3、获取多个水泥土挤密桩的最大干密度，根据水泥土挤密桩的干密度和最大干密度，确定水泥土挤密桩的压实度计算公式

4、根据水泥土挤密桩的电阻率计算公式和水泥土挤密桩的压实度计算公式，确定水泥土挤密桩压实度与其电阻率、含水率、龄期和水泥掺量的综合关系式

5、测取水泥土挤密桩的电阻率和含水率，并将水泥土挤密桩的电阻率和含水率导入水泥土挤密桩压实度与其电阻率、含水率、龄期和水泥掺量的综合关系式，计算水泥土挤密桩压实度；

6、式中，ρ为电阻率；aw为现场桩体的水泥掺量；ω为现场取样的含水率；t为桩体的龄期；ρd为现场取样的干密度；k为压实度；ρmax为桩体的最大干密度；a,x,y分别为常数。

7、进一步的，所述水泥土挤密桩电阻率的获取，具体包括：

8、找平并清理桩体顶部；

9、使用温纳四极法在桩体顶面两次相互垂直布设；

10、将电极棒锤入桩体，将电极棒接入土壤电阻率仪，在电阻率仪输入电极棒之间的间距，通过电阻率仪获得桩体的电阻率。

11、进一步的，所述水泥土挤密桩的水泥掺量和龄期根据水泥土挤密桩资料获取，其中水泥土挤密桩的水泥掺量范围为6％--12％，水泥土挤密桩的龄期范围为1d--28d。

12、进一步的，所述水泥土挤密桩含水率的获取，具体包括：

13、取样现场桩体；

14、采用烘干法烘干10h--12h，烘干后减少的质量除烘干后试样的质量，得到桩体的含水率。

15、进一步的，所述水泥土挤密桩含水率的获取，具体包括：

16、对从目标桩所取出的原状结构试样进行称重；

17、对原状结构试样进行石蜡密封，密封后称得蜡封试样质量，再放入电子密度仪中称得其在水中的质量；

18、通过以下公式计算出原状试样的干密度：

19、

20、式中：ρd为土的干密度；m为试件质量；m1蜡封试件质量；m2蜡封试件水中质量；ρwt为纯水在t℃时密度；ρn为石蜡密度；ω为含水率。

21、进一步的，所述利用数据拟合和理论计算，确定水泥土挤密桩的电阻率计算公式具体包括：

22、根据多个水泥土挤密桩的电阻率、水泥掺量、含水率、龄期和干密度，利用数据拟合，确定水泥土挤密桩的电阻率与水泥掺量、含水率、龄期和干密度的关系；其中水泥土挤密桩的电阻率与其水泥掺量和龄期呈指数函数增长，水泥土挤密桩的电阻率与其含水率和干密度呈幂函数增长；

23、根据水泥土挤密桩的电阻率与水泥掺量、含水率、龄期和干密度的关系，通过理论计算，确定水泥土挤密桩的电阻率计算公式

24、与现有技术相比，本发明提供的一种基于电阻率反演的水泥土挤密桩压实度测算方法，其有益效果是：

25、本发明方法在测取水泥土挤密桩的压实度时，仅需要按预设位置将电极打入桩体、温湿传感器安装到预设点位以及设备调试的时间，整个过程只需要20--30分钟；并且在实施中仅需布设电极与传感器，属于基于无损检测，相比于传统取样过程，本方法节省测试成本，提高了工作效率；同时本方法现场预测的压实度与通过室内试验方法得到的压实度相差不大，整体平均误差控制在5.5％以内，在实际工程中具有可行性；综合来看，本发明相对于环刀法测试桩体的压实度，操作简单、适用性广、工作时间短、获得的压实度数据可靠性高以及避免了对桩体的破坏。

技术特征：

1.一种基于电阻率反演的水泥土挤密桩压实度测算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于电阻率反演的水泥土挤密桩压实度测算方法，其特征在于，所述水泥土挤密桩的电阻率计算公式为：

3.如权利要求1所述的一种基于电阻率反演的水泥土挤密桩压实度测算方法，其特征在于，所述水泥土挤密桩电阻率的获取，具体包括：

4.如权利要求1所述的一种基于电阻率反演的水泥土挤密桩压实度测算方法，其特征在于，所述水泥土挤密桩的水泥掺量和龄期根据水泥土挤密桩资料获取，其中水泥土挤密桩的水泥掺量范围为6％--12％，水泥土挤密桩的龄期范围为1d--28d。

5.如权利要求1所述的一种基于电阻率反演的水泥土挤密桩压实度测算方法，其特征在于，所述水泥土挤密桩含水率的获取，具体包括：

6.如权利要求1所述的一种基于电阻率反演的水泥土挤密桩压实度测算方法，其特征在于，所述水泥土挤密桩含水率的获取，具体包括：

7.如权利要求1所述的一种基于电阻率反演的水泥土挤密桩压实度测算方法，其特征在于，所述利用数据拟合和理论计算，确定水泥土挤密桩的电阻率计算公式具体包括：

技术总结
本发明公开了一种基于电阻率反演的水泥土挤密桩压实度测算方法，涉及工程应用技术领域，包括获取多个水泥土挤密桩的电阻率、水泥掺量、含水率、龄期和干密度，利用数据拟合和理论计算，确定水泥土挤密桩的电阻率计算公式；获取多个水泥土挤密桩的最大干密度，根据水泥土挤密桩的干密度和最大干密度，确定水泥土挤密桩的压实度计算公式；根据水泥土挤密桩的电阻率计算公式和水泥土挤密桩的压实度计算公式，确定水泥土挤密桩压实度与其电阻率、含水率、龄期和水泥掺量的综合关系式；综合来看，本方法具有操作简单、适用性广、工作时间短、获得的压实度数据可靠性高以及避免了对桩体的破坏等优点。

技术研发人员：王杰,李龙山,马永智,郭春艳,白建海,穆超,王维强,王豪英,韩方元,马世俊,高建强,晏长根,薛志佳,张英立
受保护的技术使用者：宁夏海平高速公路管理有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14