【求压实度灌沙法详细计算公式】在土木工程中,压实度是衡量填土密实程度的重要指标,而灌砂法是现场测定压实度最常用的方法之一。该方法通过测量挖取的土样体积和其干密度,与标准击实试验得到的最大干密度进行比较,从而计算出压实度。以下是对灌砂法计算公式的总结,并附有相关数据表格。
一、灌砂法基本原理
灌砂法的基本原理是:将已知密度的砂灌入试坑,通过测得的砂体积来确定试坑内土样的体积;再根据试坑内土样的质量及含水率,计算出其干密度,最后与最大干密度对比,得出压实度。
二、主要计算公式
序号 | 公式名称 | 公式表达式 | 说明 |
1 | 砂的密度计算 | $ \rho_s = \frac{m_1 - m_2}{V} $ | $ \rho_s $为砂的密度(g/cm³),$ m_1 $为装满砂的灌砂筒质量,$ m_2 $为空灌砂筒质量,$ V $为量砂体积(cm³) |
2 | 土样体积计算 | $ V = \frac{m_3 - m_4}{\rho_s} $ | $ V $为试坑内土样体积(cm³),$ m_3 $为灌砂后剩余砂的质量,$ m_4 $为灌砂前砂的质量 |
3 | 土样湿密度计算 | $ \rho_w = \frac{m_5}{V} $ | $ \rho_w $为土样湿密度(g/cm³),$ m_5 $为试坑内土样质量(g) |
4 | 土样含水率计算 | $ w = \frac{m_6 - m_7}{m_7} \times 100\% $ | $ w $为土样含水率(%),$ m_6 $为湿土样质量,$ m_7 $为烘干后土样质量 |
5 | 土样干密度计算 | $ \rho_d = \frac{\rho_w}{1 + \frac{w}{100}} $ | $ \rho_d $为土样干密度(g/cm³) |
6 | 压实度计算 | $ K = \frac{\rho_d}{\rho_{max}} \times 100\% $ | $ K $为压实度(%),$ \rho_{max} $为标准击实试验得到的最大干密度(g/cm³) |
三、操作步骤简述
1. 准备工具:灌砂筒、量砂、天平、烘箱、试坑开挖工具等。
2. 标定砂的密度:将砂装入灌砂筒并称重,计算砂的密度。
3. 挖试坑:在测试点挖出一个标准尺寸的试坑。
4. 灌砂测体积:将砂灌入试坑,记录剩余砂的质量,计算试坑体积。
5. 取土样称重:取出试坑内的土样并称重,同时测定含水率。
6. 计算干密度与压实度:根据上述公式计算干密度和压实度。
四、注意事项
- 灌砂过程中要确保砂充分填充试坑,避免气泡影响体积测量。
- 土样含水率应准确测定,以保证干密度计算的准确性。
- 标准击实试验需在实验室完成,确保最大干密度值可靠。
五、示例数据表(单位:g/cm³ 或 %)
项目 | 数值 |
砂的密度 $ \rho_s $ | 1.45 g/cm³ |
试坑体积 $ V $ | 2800 cm³ |
湿土质量 $ m_5 $ | 3920 g |
湿土含水率 $ w $ | 12% |
干土质量 $ m_7 $ | 3500 g |
最大干密度 $ \rho_{max} $ | 1.80 g/cm³ |
土样干密度 $ \rho_d $ | 1.60 g/cm³ |
压实度 $ K $ | 89% |
通过以上公式和操作流程,可以系统地完成灌砂法测定压实度的过程。实际应用中,应结合具体工程要求和规范,确保数据的准确性和可比性。