夯实水泥土压缩性测定装置以及压缩模量的确定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及夯实水泥土的压缩性测定领域，具体是一种夯实水泥土压缩性测定装 置以及压缩模量的确定方法。
【背景技术】
[0002] 土的压缩模量是在完全侧限的条件下，土的竖向应力变化量与其相应的竖向应变 变化量比，土的压缩模量是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标之一。夯实 水泥土粧复合地基变形计算需要用到夯实水泥土的压缩模量Es，根据《建筑地基处理技术 规范》JGJ79-2012,夯实水泥土的试样通过击实试验来制备，夯实水泥土的压缩模量远大于 常规土的压缩模量，如果通过压缩试验的压缩曲线图像斜率确定压缩模量Es时，需要在高 压力（> 400kPa)下进行长时间试验才能完成，因此水泥土的压缩模量确定是一个较繁琐 的过程。
【发明内容】
[0003] 本发明为了解决水泥土压缩模量的确定问题，提供了一种夯实水泥土压缩性测定 装置以及压缩模量的确定方法。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：夯实水泥土压缩性测定装置，包括扁筒形底 座，支撑于扁筒形底座上端的由两个半圆环构成的环形固定器，置于扁筒形底座内带有夯 实水泥土的环刀，支撑于环刀上且呈放射状均布的若干固定肋，安装于固定肋自由端且能 够沿上下方向滚动的滚珠，放置于夯实水泥土上端面中部且与各滚珠最内侧形成的圆相配 合的刻度小球，与各固定肋同心的固定于各固定肋上部且开口朝上的环形筒，下端插置于 环形筒内环部和外环部之间的两端为开口状的击实筒，
[0005] 所述击实筒的上部通过固定扣将两个半圆环自由端锁紧竖直固定于环形固定器 中部，该击实筒筒壁上纵向开有矩形开口，位于矩形开口处的击实筒筒壁上纵向标设有刻 度，所述测定装置还包括与击实筒内圆呈间隙配合的重量为2. 5kg的落锤，所述刻度小球 的球面上标识有四条深度线，各深度线的零刻度均标识于刻度小球下端点所在位置，两两 深度线分别围成刻度小球球面上沿纵向以及横向球径所在的圆；位于夯实水泥土下端的扁 筒形底座内铺设有柔性橡胶垫。
[0006] 另外，本发明提供了一种采用上述夯实水泥土压缩性测定装置的压缩模量的确定 方法，其步骤为：
[0007] ①落锤以305mm的落距锤击刻度小球，当需确定穷实水泥土在lOOkPa下的压缩 模量时，以相同的落距连续锤击三次；当需确定夯实水泥土在200kPa下的压缩模量时，以 相同的落距连续锤击五次；当需确定夯实水泥土在400kPa下的压缩模量时，以相同的落距 连续锤击七次；当需确定穷实水泥土在800kPa下的压缩模量时，以相同的落距连续锤击九 次；
[0008] ②锤击完成后记录刻度小球的下沉深度匕以及夯实水泥土上表面所对应刻度小 球上四条深度线所示刻度值h2、h3、h4、h5，则刻度小球的下沉量
，所 述比为刻度小球上端点初始所在高度与锤击完成后所在高度的差值；
[0009] ③根据测得的不同压强所对应的s以及夯实水泥土的质量比，通过如下公式，即 可计算得到不同龄期下夯实水泥土的压缩模量Es :
[0010] Es = aebs；
[0011] 在上述公式中，采用夯实水泥土的质量比不同时，系数a和b的取值范围见下表， 其中t为龄期，单位为天：
[0013] 并且，上述具体应用时需根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012中的击实试验 来制备夯实水泥土。
[0014] 本发明通过刻度小球的下沉量、夯实水泥土的质量比以及计算压缩模量的计算公 式，可快速确定夯实水泥土的压缩模量，高压强下压缩模量的确定更加快捷，提高了试验效 率，且计算方便、数据可靠，具有良好的推广应用前景。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明所述夯实水泥土压缩性测定装置的结构示意图（滚珠与环形筒未画 出）。
[0016] 图2为扁筒形底座内部结构示意图。
[0017] 图3为刻度小球、滚珠以及环形筒的连接示意图。
[0018] 图中：1_扁筒形底座，2_环形固定器，3_穷实水泥土，4_环刀，5_固定肋，6_滚珠， 7_刻度小球，8-环形筒，9-击实筒，10-矩形开口，11-落锤，12-柔性橡胶垫。
【具体实施方式】
[0019] 夯实水泥土压缩性测定装置，包括扁筒形底座1，支撑于扁筒形底座1上端的由两 个半圆环构成的环形固定器2,置于扁筒形底座1内带有夯实水泥土 3的环刀4,支撑于环 刀4上且呈放射状均布的若干固定肋5,安装于固定肋5自由端且能够沿上下方向滚动的滚 珠6,放置于穷实水泥土 3上端面中部且与各滚珠6最内侧形成的圆相配合的刻度小球7， 与各固定肋5同心的固定于各固定肋5上部且开口朝上的环形筒8,下端插置于环形筒8内 环部和外环部之间的两端为开口状的击实筒9，
[0020] 所述击实筒9的上部通过固定扣将两个半圆环自由端锁紧竖直固定于环形固定 器2中部，该击实筒9筒壁上纵向开有矩形开口 10,位于矩形开口 10处的击实筒9筒壁上 纵向标设有刻度，所述测定装置还包括与击实筒9内圆呈间隙配合的重量为2. 5kg的落锤 11，所述刻度小球7的球面上标识有四条深度线，各深度线的零刻度均标识于刻度小球7下 端点所在位置，两两深度线分别围成刻度小球7球面上沿纵向以及横向球径所在的圆；位 于夯实水泥土 3下端的扁筒形底座1内铺设有柔性橡胶垫12。
[0021] 进一步，采用上述夯实水泥土压缩性测定装置的压缩模量的确定方法，其步骤 为：
[0022] ①落锤以305mm的落距锤击刻度小球7,当需确定穷实水泥土 3在lOOkPa下的压 缩模量时，以相同的落距连续锤击三次；当需确定夯实水泥土 3在200kPa下的压缩模量时， 以相同的落距连续锤击五次；当需确定夯实水泥土 3在400kPa下的压缩模量时，以相同的 落距连续锤击七次；当需确定夯实水泥土 3在800kPa下的压缩模量时，以相同的落距连续 锤击九次；
[0023] ②锤击完成后记录刻度小球7的下沉深度比以及夯实水泥土 3上表面 所对应刻度小球7上四条深度线所示刻度值h2、h3、h4、h5，则刻度小球7的下沉量
所述匕为刻度小球7上端点初始所在高度与锤击完成后所在高 度的差值；
[0024] ③根据测得的不同压强所对应的s以及夯实水泥土 3的质量比，通过如下公式，即 可计算得到不同龄期下夯实水泥土 3的压缩模量Es :
[0025] Es = aebs；
[0026] 在上述公式中，采用夯实水泥土 3的质量比不同时，系数a和b的取值范围见下 表，其中t为龄期，单位为天：
[0028] 具体应用时，根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012中的击实试验来制备的水 泥土试样，采用压缩试验所得Es和利用本发明所述方法计算所得Es进行对比分析，对比结 果如下：
[0029] (1)配合比为3 :7的夯实水泥土结果对比分析：
[0030]
[0032] (2)配合比为2 :8的夯实水泥土结果对比分析：
[0033]
[0035] 从上表可见，本发明提出的确定方法结果可靠。
【主权项】
1. 夯实水泥土压缩性测定装置，其特征在于，包括扁筒形底座（I)，支撑于扁筒形底座 (1) 上端的由两个半圆环构成的环形固定器（2)，置于扁筒形底座（1)内带有夯实水泥土 (3)的环刀（4)，支撑于环刀（4)上且呈放射状均布的若干固定肋（5)，安装于固定肋（5)自 由端且能够沿上下方向滚动的滚珠(6)，放置于夯实水泥土（3)上端面中部且与各滚珠（6) 最内侧形成的圆相配合的刻度小球（7)，与各固定肋（5)同心的固定于各固定肋（5)上部且 开口朝上的环形筒（8)，下端插置于环形筒（8)内环部和外环部之间的两端为开口状的击 实筒（9)， 所述击实筒（9)的上部通过固定扣将两个半圆环自由端锁紧竖直固定于环形固定器 (2) 中部，该击实筒（9)筒壁上纵向开有矩形开口（10)，位于矩形开口（10)处的击实筒 (9)筒壁上纵向标设有刻度，所述测定装置还包括与击实筒（9)内圆呈间隙配合的重量为 2. 5kg的落锤（11)，所述刻度小球（7)的球面上标识有四条深度线，各深度线的零刻度均 标识于刻度小球（7)下端点所在位置，两两深度线分别围成刻度小球（7)球面上沿纵向以 及横向球径所在的圆；位于夯实水泥土（3)下端的扁筒形底座（1)内铺设有柔性橡胶垫 (12)。2. 采用权利要求1所述夯实水泥土压缩性测定装置的压缩模量的确定方法，其特征在 于，其步骤为： ① 落锤以305mm的落距锤击刻度小球（7)，当需确定穷实水泥土（3)在IOOkPa下的压 缩模量时，以相同的落距连续锤击三次；当需确定夯实水泥土（3)在200kPa下的压缩模量 时，以相同的落距连续锤击五次；当需确定夯实水泥土（3)在400kPa下的压缩模量时，以相 同的落距连续锤击七次；当需确定夯实水泥土（3)在SOOkPa下的压缩模量时，以相同的落 距连续锤击九次； ② 锤击完成后记录刻度小球（7)的下沉深度Ii1以及夯实水泥土⑶上表面所 对应刻度小球（7)上四条深度线所示刻度值h 2、h3、h4、h5，则刻度小球（7)的下沉量所述Ii1为刻度小球（7)上端点初始所在高度与锤击完成后所在 高度的差值； ③ 根据测得的不同压强所对应的s以及夯实水泥土（3)的质量比，通过如下公式，即可 计算得到不同龄期下夯实水泥土（3)的压缩模量Es :在上述公式中，采用夯实水泥土（3)的质量比不同时，系数a和b的取值范围见下表， 其中t为龄期，单位为天：
【专利摘要】本发明涉及夯实水泥土的压缩性测定领域，具体是一种夯实水泥土压缩性测定装置以及压缩模量的确定方法，所述测定装置包括扁筒形底座，支撑于扁筒形底座上端的由两个半圆环构成的环形固定器，置于扁筒形底座内带有夯实水泥土的环刀，支撑于环刀上且呈放射状均布的若干固定肋，安装于固定肋自由端且能够沿上下方向滚动的滚珠。本发明通过刻度小球的下沉量、夯实水泥土的质量比以及计算压缩模量的计算公式，可快速确定夯实水泥土的压缩模量，高压强下压缩模量的确定更加快捷，提高了试验效率，且计算方便、数据可靠，具有良好的推广应用前景。
【IPC分类】G01N3/34
【公开号】CN105352829
【申请号】CN201510848603
【发明人】韩鹏举, 韩鹏, 严奕博, 许华, 善琪, 何斌, 马富丽, 刘剑平, 白晓红, 贺武斌, 董晓强, 曾国红
【申请人】太原理工大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月27日