時間:2022-07-26 07:32:50
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇工程測量大學論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
吉林省地理信息工程院1
中國市政工程東北設計研究總院2
[論文摘要]20世紀末,隨著傳統測繪技術向數字化測繪技術轉化,工程測量學也發生了深刻的變化,并取得很大的成就。著重闡述數字化技術的應用給工程測量學帶來的變化。
[論文關鍵詞]數字化 工程測量 應用
中圖分類號:K826.16 文獻標識碼:A 文章編號:
近年隨著時代的發展,科學技術的進步,計算機技術大量投入運用,在工程上可以利用先進的自動化設備和系統軟件來實現測圖的自動化控制即數字化測圖。隨著數字化測圖技術的推廣,越來越多的工程例如:水電工程、土地規劃管理、城市土地規劃、環境工程和軍事工程等部門開始使用該項技術。工程測量學科是一門應用學科,它是直接為國民經濟建設服務,緊密與生產實踐相結合的學科,隨著科技的飛速發展,特別是電子計算機技術、微電子技術、激光技術、空間技術等新技術的發展與應用,以及測繪科技本身的進步,為工程測量技術進步提供新的方法和手段,有力地推動和促進工程測量事業的進步與發展,使工程測量的技術面貌發生了深刻的變化,并取得很大的成就。
一、數字化測圖的組成及功能
(1)數字化測圖系統構件。
主要由數據采集系統:全站儀或高精度GPS;數據后期處理系統:計算機和軟件件;圖件輸出系統:工程打印機這三大部分組成。
( 2)數字化測圖系統功能。
主要有數據采集與輸入;地圖編輯;空間數據管理;空間分析;地形分析;數據顯示與輸出等功能。
二、先進的測量儀器在工程測量中的應用
80年代以來出現許多先進的測量儀器,為工程測量提供了先進的技術工具和手段,如:光電測距儀、精密測距儀、電子經緯儀、全站儀、電子水準儀、數字水準儀、激光準直儀、激光掃平儀等,為工程測量向現代化、自動化、數字化方向發展創造了有利的條件,改變了傳統的工程控制網布網、地形測量、道路測量和施工測量等的作業方法。三角網已被三邊網、邊角網、測距導線網所替代;光電測距三角高程測量代替三、四等水準測量;具有自動跟蹤和連續顯示功能的測距儀用于施工放樣測量;無需棱鏡的測距儀解決了難以攀登和無法到達的測量點的測距工作;電子速測儀為細部測量提供了理想的儀器;精密測距儀的應用代替了傳統的基線丈量。激光水準儀、全自動數字水準儀、記錄式精密補償水準儀等儀器的出現,實現了在幾何水準測量中自動安平、自動讀數和記錄、自動檢核測量數據等功能,使幾何水準測量向自動化、數字化方向邁進。激光準直儀和激光掃描儀在高層建筑施工和大面積混凝土施工中是必不可少的儀器。國產JDA系列多功能自動激光準直儀,具有6種自動保持精度的基準,可用于高層和高聳建筑的軸線測控;滑模測偏、測扭、水平測控;構筑物與設備安裝放線控測;各類工程測平,結構變形觀測等。陀螺經緯儀是用于礦山、隧道等工程測量的另一類主要的地面測量儀器,新一代的陀螺經緯儀是由微機控制,儀器自動、連續地觀測陀螺的搖動并能補償外部的干擾,觀測時間短、精度高,如Cromad陀螺經緯儀在7min左右的觀測時間能獲取3″的精度,比傳統陀螺經緯儀精度提高近7倍,作業效率提高近10倍,標志著陀螺經緯儀向自動化方向邁進。
三、數字化測圖的作業模式,作業過程和優點
(1)數字化測圖的作業模式
①電子平板作業模式:該模式是將筆記本電腦通過電纜與全站儀連接,觀測數據直接進人電子平板在成圖軟件的支持下,現場連線成圖。②繪制草圖作業模式:該模式是在全站儀采集數據的同時,繪制觀測草圖,記錄所測地物的形狀并注記測點編號,內業將觀測數據輸入電腦,在測圖軟件的支持下對照草圖連線及圖形編輯。③碎部點編碼作業模式:該模式是按照一定的規則給每個所測碎部點—個編號,即一個編號對應一組坐標(x、Y、z),內業將數據輸人電腦,在成圖軟件的支持下,由計算機自動完成測點連線形成圖形。
(2)數字化測圖的作業過程
①數字化測圖的外作業應當盡量利用當地環境中的自然分界作為劃分界限,例如可利用道路,水流等進行地形圖的測繪,這樣做的好處既劃分了測圖的單元也減少了接邊的問題。
②避免過多使用鋼尺量測,因為人工用皮尺等量取的速度遠比不上用全站儀所測量的速度,而且使用全站儀精度也會比人工量取高很多。
③外業作業時,重點在配合上,如果測繪人員不在測站可視范圍,則應該使用對講機來傳遞信息,跑棱鏡的人要將自己所要采集的地形地物數據點信息及時報告給測站人員,以確保數據記錄的真實性。
④數字化測圖時,應當加強檢驗校核。特別是在測區遠離內業地點時,必須制定相關措施來檢驗校核數據。
⑤外業作業對數據進行采集時,要時刻注意地形地貌的變化,對其應進行詳細地記錄,避免在內業數據處理時產生問題。
(3)數字化測圖的優點
不同的內外業一體化測圖系統,其硬件設備的配置和軟件的功能可能有較大差別。但任何一個成圖系統,與以往的白紙測圖相比,都具有下述明顯的優點:
(1) 勞動強度小,自動化程度高。
(2) 精度高。
(3) 信息量大。
(4) 信息存儲,傳遞方便。
(5) 便于成果更新。
(6) 能夠滿足各種不同的用圖需要。
四、數字化測圖技術在工程測量中的應用
(1)碎部測量
在測量的過程中,碎部點的取舍和測量至關重要,不必要測過多的點位,測點太多,造成成圖密集,且有可能把一些不必要的點位包含在其中;當然也不能測點太少,測點太少則有可能沒有把握到該地形的基本要素,因此要進行碎部測量,應該注意:
①較為規則的建筑物(正方形形狀)的只對其測三點,第四點的點位測設可由電腦來完成,如果采取這種辦法就要求草圖繪制人員必須進行事先的觀察,在觀察時應注意:有些建筑物可能初看比較的方正,但實際是不規則的多邊形形式,這種情況就必須對全部點位進行實測。
②對于不規則的地貌在測設工程中應盡量能多測一些點,因為傳統測圖時可由手工來更改或表述細節的變化,而計算機的模擬則無法做到真實并且全面的反映這些實際的地形的。
③在碎部測量中,存在的某些重要的無法通視的觀測點,應當利用一定的位移來替代觀測或者需要通過舉高支桿來觀測,這樣的點非常重要,需要測繪人員在草圖上詳細注記。
(2)數字化測圖的內業數據處理
內業數據處理的過程,主要是通過計算機及相應的軟件系統對全站儀采集來的原始數據進行數據的預處理,并自動快速生成圖形,經修改編輯后通過繪圖儀輸出打印成圖。主要用的成圖軟件有南方CASS和清華三維等。
大比例尺地形圖和工程圖的測繪,是城市與工程測量的重要內容和任務。常規的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結合的艱苦的野外工作,同時還有大量的室內數據處理和繪圖工作,成圖周期長,產品單一,難以適應飛速發展的城市建設和現代化工程建設的需要。
隨著電子經緯儀、全站儀的應用和GEOMAP系統的出現,把野外數據采集的先進設備與微機及數控繪圖儀三者結合起來,形成一個從野外或室內數據采集、數據處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統。系統的開發研究主要是面向城市大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類圖件的自動繪制。系統可直接提供紙圖,也可提供軟盤,為專業設計自動化,建立專業數據庫和基礎地理信息系統打下基礎。
五、GPS定位技術在工程測量中的應用
80年代以來,隨著GPS定位技術的出現和不斷發展完善,使測繪定位技術發生了革命性的變革,為工程測量提供了嶄新的技術手段和方法。長期以來用測角、測距、測水準為主體的常規地面定位技術,正在逐步被以一次性確定3維坐標的、高速度、高效率、高精度的GPS技術所代替,同時定位范圍已從陸地和近海擴展到海洋和宇宙空間;定位方法已從靜態擴展到動態;定位服務領域已從導航和測繪領域擴展到國民經濟建設的廣闊領域。在我國GPS定位技術的應用已深入各個領域,國家大地網、城市控制網、工程控制網的建立與改造已普遍地應用GPS技術,在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監測、山體滑坡、地震的形變監測、海島或海域測量等也已廣泛的使用GPS技術。隨著DGPS差分定位技術和RTK實時差分定位系統的發展和美國AS技術的解除,單點定位精度不斷提高,GPS技術在導航、運載工具實時監控、石油物探點定位、地質勘查剖面測量、碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。
六、數字化測圖展望
綜上所述,隨著傳統測繪技術向數字化測繪技術轉化,工程測量科技進步很大,發展很快,取得了顯著成績,21世紀是科學技術的世紀,是信息社會的世紀。隨著計算機技術的飛速發展,信息數字化時代以出乎人們預料的速度向我們走來,由此也產生了大量的新技術新方法。地形測量計算機成圖技術進步很大、發展很快,取得了顯著成績,擺在我們面前的任務是大力促進工程測量技術方法與手段的更新換代,積極推廣和應用,充分利用GPS技術、數字化技術、攝影測量技術,把傳統的手工測量向電子化、數字化、自動化方向發展。不久的將來將會有越來越多的新科技、新理論應用于測繪工程。
參考文獻:
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關鍵詞:RTK;坡頂線;坡底線;平面線
Abstract: The article discusses application of RTK technology in open pit mining and field measurement of acceptance,and analyzed the precision on application,The results show that RTK technology has the advantages of intuitive and fast, real-time strong point error not accumulated, greatly reduce labor intensity of surveyors and improve the efficiency results of mapping quality.
Key words: RTK; Poding line; slope of the bottom line; plane line
中圖分類號:TD176文獻標識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)03-0020-02
0前言
露天礦采剝場驗收測量的主要任務是:1)及時、全面地測量采剝進度并繪制成圖。2)按區域、階段平盤、工程項目、電鏟號等計算實際采剝工程量。3)在驗收測量圖紙上量取實際工程技術指標,如工作線長度,階段平盤寬度、采剝進度、采寬、采高、工作幫坡度、設計高程等。
這三項任務的重點是“繪圖”,即繪制采剝工程平(斷)面圖。有了這些圖,就能完成第(2)、第(3)項任務。同時圖的精度好壞直接影響第(2)、第(3)項任務的完成的好壞。因此,搞好采剝場驗收測量是露天礦開采的重中之重。
當前,露天礦的驗收測量主要采用以下幾種方法:阜新露天礦采用經緯儀和光電測距儀的聯合進行驗收測量;神華準格爾能源黑代溝露天礦采用全站儀進行驗收測量;山西平朔煤礦采用三維激光掃描技術進行驗收測量;霍林河煤礦采用RTK進行驗收測量。
現在,GPS測量技術己被絕大多數測量單位所采用。在礦區地質測繪中,采用GPS靜態測量技術施測首級控制,采用實時動態測量技術(Real Time Kinematic,簡稱RTK)施測圖根點和地形點,無線電干擾源少,精度高,速度快,不受通視條件限制,作業人員勞動強度降低,效率大大提高.可取得事半功倍的效果。
1露天礦采剝場驗收測量概述
露天礦在剝離、采礦工作中,必須及時地測量采、剝工作面的位置,驗收采剝工作面規格質量,計算巖土的剝離量和礦物的采出量。這些測量工作,統稱采剝場驗收測量。
圖1-1采剝場平面圖
Fig5-1A stripping Plans
圖1-1B采剝場剖面圖
Fig1-1B stripping market profiles
1.1采剝場驗收測量主要對象
采剝階段的段肩、段腳、平盤(或稱工作面)是采剝場驗收測量主要對象(如圖1所示)。
圖1-2工作面剖面圖
Fig1-2 Face profile
這些對象都是空間直線和平面,要將它們反映到圖紙上,需要按一定密度采集碎部點,特征位置必須采集。
1碎部點分類
(1)坡頂點反映采場階段段肩的點位稱坡頂點。
(2)坡底點反映采場階段段腳的點位稱坡底點。
(3)平面點:反映采場平盤表面現狀的點位稱平面點。
(4)地質點:反映地質構造及煤巖交界線的點位稱地質點。
(5)機械位置點:反映驗收時主要機械所處位置的點稱機械位置點。
2反映主要對象的點和線
(1)坡頂線:同階段的坡頂點順次連成的線稱坡頂線。
(2)坡底線:同階段的坡底點順次連成的線稱坡底線。
(3)平面線:同平盤的平面點按一走的走向連成的線稱平面線。
(4)尖點同階段中坡頂線與坡底線交點稱尖點。
(5)并掌點:不同階段的坡頂線與坡底線交點稱并掌點。
上面的點和線的作用與地形圖中碎步點和等高線作用一樣,將采剝場現狀按一定精度用圖的形式反映出來。它們是采剝場驗收測量平面圖主要要素。
2采剝場驗收測量平面圖
外業采集的碎步點展繪到圖上后,按其性質連線,采場各階段坡頂點、坡底點、平面點、地質點、坡頂線、坡底線、平面線、等高線機械位置點等要素的集合,經編輯分幅整飾形成采剝場驗收測量平面圖(如圖3所示)。
圖1-3霍林河金山礦某采場驗收測量平面圖
Figure 1-3 Chinshan Huolinhe stope ore acceptance of a measurement plan
3碎部點的測量
用RTK進行地形測圖碎部測量可以不進行圖根控制而直接根據分布在測區的一些基點進行各碎部點的測量。安置好基準站并輸入必要已知數據(基點坐標、參考點坐標等)后即可進行碎部測量。
3.1作業依據和設備
1作業依據
作業依據主要:(1)有國家測繪局1992年6月8日《全球定位系統(CPS)測量規范》,(2)中華人民共和國能源部1989年1月制定《煤礦測量規程》, (3)項目合同書中有關的特殊要求。
2采用的儀器設備
采用的儀器設備有:美國天寶儀器公司生產的Trimb1e5700RTK基準站雙頻接收機1臺,Trimb1e5700RTK流動雙頻接收機2臺,繪圖軟件(遼寧工程技術大學與霍林河露天煤業股份公司聯合開發)一套,臺式電腦1臺及相關通訊設備GPS接收機在作業前均通過檢測,性能和精度均達到技術要求。
3.2外業數據采集
1基準站架設
基準站架設在便于安置接受設備,視野開闊,遠離大功率無線電發射源和高
壓輸電線路,附近不得有強烈十擾接受衛星信號的物體等部位。還要考慮基準站電臺的功率和覆蓋能力,盡量布設在相對較高的位置,以獲得最大的數據通訊有效半徑。
2基準站設置
在己知點上架設好GPS接收機和天線,連好連接線,打開接收機,輸入基準站的WGS- 84系坐標或北京54系坐標及天線高。待電臺指示燈顯示發射通訊信號,流動站即可工作?;鶞收窘邮諜C接收到衛星信號后,有衛星星歷和測站己知坐標計算出測站至衛星的距離p真距,用觀測量p偽距與計算值比較,得到偽距差分改正數 偽距差分改正數和載波相位測量數據,經數據傳輸發射電臺發送給流動站,一個基準站提供的差分改正數可供數個流動站使用。
3流動站工作
通過手簿建立項目,對流動站參數進行設置,該參數必須與基準站及電臺相匹配,然后用至少4個己知點坐標進行點校正。流動站在接收到GPS衛星信號同時,也接收到基準站數據通訊電臺發來偽距差分改正,數和載波相位測量數據,這個過程所需時間一分鐘左右,流動站只要接收到5顆衛星和基準站信息,即可在短時間內獲取所測點位三維坐標。
4經點校正工作
流動站接收機可以實時得到所測點在當地坐標系下三維坐標。測量人員在能反映采剝場驗收測量主要對象的點(點間隔25m )上立測桿,輸入點編碼,保存數據,一個點位數據就采集完畢。
4驗收量計算
驗收量(采剝工程量)計算,可采用垂直斷面法或水平斷面法。下面具體介紹水平斷面法算量。
圖5-1為水平斷面法計算驗收量的示意圖,A1B1C1D1和A2B2C2D2分別為上期末和本期末的采剝終止線。設上平盤A1A2B1B2和下平盤C1C2D2D1的面積分別為和,上下平盤之間的平均高差為。則該采剝體的體積為:
式中,、可用求積儀根據平面圖求得,應根據平盤上各測點的平均高程求得。驗收量即可求得。
圖5-1為水平斷面法
Fig5-1 for the level of cross-section
method
5 RTK內業處理
5.1RTK數據下載
將外業采集數據通過Trimb1e Gecmatics Office軟件導入計算機。為了實現RTK坐標數據與繪圖軟件展點數據格式統一,進行如下處理:
1)應用Trimb1e Gecmatics Office軟件進行輸出數據格式自定義,具體格式是“點號,代碼,東坐標,北坐標,高程”。
2)用Trimb1e Gecmatics Office軟件實現與RTK測量手薄連接,把數據下載到計算機。
3)進行數據輸出,通過編輯將數據存為*. dat格式(繪圖軟件要求格式),實現RTK數據和繪圖軟件數據格式統一,為內業成圖做好準備。
5.2繪制算量平面圖
用繪圖軟件打開上月算量平面圖,啟用展點命令,將上述數據文件的點位展到圖上,連線、編輯成圖,完成平面圖繪制。
圖5-2霍林河金山礦5月算量平面圖
Fig5-2ChinshanHuolinhe Quantity mine plan in May
啟用“選擇采區邊界多邊形”命令,從算量平面圖上選擇一個范圍線,作為剖面的范圍,即實際算量范圍。
啟用“作剖面線”命令,在算量平面圖上,建立相應間隔剖面線,并形成本月與上月在該剖面線上的疊加剖面,經編輯后,自動計算出該剖面兩月間的面積。
啟用“計算采區煤巖量”命令,自動計算剝離量。
6精度分析
《煤礦測量規程》規定在相鄰兩測站上進行經緯儀視距測量時,必須有1―2個測量校核點。兩測站上測得同一校核點的點位偏差,在圖上不得大于士1.5mm,按1: 500比例尺算量平面圖換算成實地點位誤差為75cm;高程之差不得大于士0.3m。RTK測點的點位中誤差為士1.5cm―士2 cm,高程中誤差士3cm,大大滿足露天礦采剝場驗收測量要求。RTK測點的點位中誤差是相對露天礦首級控制點誤差傳遞較小。RTK技術不需通視條件,可以由首級控制點直接到碎部點測量,擯棄傳統的逐級控制原則,降低誤差累積傳遞。
7結論
通過利用RTK技術對露天礦采剝場驗收測量實踐,得出如下結論:
1作業效率高
流動站在每個碎部上的觀測時間僅5s左右,一般條件下,一臺流動站一個工作日可以采集250―300個數據。用傳統的測圖方法擊要20―30天的工作,用RTK技術僅用5天時間就可完成。
2人員少
RTK流動站僅需一人操作,基準站在設置好后自動運行,無需人員中間操作,緩解當前測量技術人員短缺局面。
3測量精度高
測量精度達到厘米級,完全滿足露天礦采剝場驗收測量要求,傳統方法無法與之匹配。
4點位精度分布較均勻
每個點的誤差均為隨機產生,不會像傳統測量一樣產生誤差積累,成果可靠。
5節省費用
用RTK技術進行測量,不需要布設工作控制點甚至首級控制點也不需太多,原先礦坑外沿至少有5―8個首級控制點(點位上需架設鋼標),現有2--3個首級控制點足夠,還不需要架設鋼標,節省大量人力物力。
參考文獻
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[關鍵詞]回歸分析 變形監測 模型
[中圖分類號] X830.3 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-9-137-2
變形的物理解釋主要目的是確定變形體空間狀態及其變化與變形因素(或稱之為作用于變形體的力)之間的關系,變形物理解釋方法可以分為統計分析法、確定函數法以及混合模型法3類。本論文通過多元統計分析方法,建立沉降量與建筑物荷載和時間之間的關系。
1工程概況
某住宅樓位于朝陽區建國門外大街國貿橋東南角,總建筑面積約50000平方米,地下三層,地上二十二層,剪力墻結構,天然地基。從2002年4月9日開始觀測,至2002年9月30日,建筑物結構施工期間,共進行了13次觀測。
2多元線性回歸分析模型
多元線性回歸法是指研究一個因變量與多個自變量之間的不確定關系方法,此方法通過分析觀測的變形值和外界因素之間的相關性來建立因變量與變形因子之間關系的數學模型,其數學模型為:yt=β0+β1xt1+∧+βpxtp+εt (3-0),(t=1,2,∧,n),εt~N(0,σ2)。式中,yt表示觀測值變形量,共有n組觀測數據;p表示因子個數。由以下幾步構成:
建立多元線性回歸方程
多元線性回歸數學模型如式(3-0)所示,用矩陣表示為:y=xβ+ε(3-1)式中,y為n維變形量的觀測向量,y=(y1,y2,∧,yn)T;x是一個n×(p+1)矩陣,它的元素是可以精確測量或可控制的一般變量的觀測值或它們的函數,其形式為:
β是待估計參數向量(回歸系數向量),β=(β0,β1,∧,βp)T,ε是服從同一正態分布N(0,σ2)的n維隨機向量,ε=(ε1,,ε2,…,εn)T。
回歸方程顯著性檢驗
實際問題中,其實我們并不能斷定因變量y與自變量x1,x2,∧,xp之間是否確定有線性關系,在求線性回歸方程之前,線性回歸模型(3-0)只是一種假設,盡管這種假設常常不是沒有根據的,但在求得線性回歸方程后,還是需要對回歸方程進行統計檢驗,以給出肯定或者否定的結論。如果因變量y與自變量x1,x2,∧,xp之間不存在線性關系,則模型(3-0)中的β為零向量,即有原假設:H0:β1=0,β2,∧,βp=0,將此原假設作為模型(3-0)的約束條件,求得統計量F=(S回/p)/(S剩/(n-p-1)) (3-3)
回歸系數顯著性檢驗
回歸方程顯著,并不意味著每個自變量x1,x2,∧,xp對因變量y的影響都顯著,我們總想從回歸方程中剔除那些可有可無的變量,重新建立更為簡單的線性方程。如果某個變量xi對y的作用不明顯,則模型(3-0)中它前面的系數βi就應該取為零,因此,檢驗因子xi是否顯著地原假設應為:H0:βi=0,在進行回歸因子顯著性檢驗時,由于各因子之間的相關性,當從原回歸方程中剔除一個變量時,其它變量的回歸系數將會發生變化,有時甚至會引起符號的變化,因此,對回歸系數進行一次檢驗后,只能剔除其中的一個因子,然后重新建立新的回歸方程,再對新的回歸系數逐個進行檢驗,重復以上過程,直到余下的回歸系數都顯著為止。
3變形數據分析
在考慮到施工進度和沉降量統計分析的基礎上,由于建筑物的沉降和時間間隔以及上部荷載有直接關系,所以可以把時間作為一種影響因子,把荷載作為另一種影響因子,然后建立線性回歸模型。
取前11期數據作為線性模型的起算數據,令時間為自變量X1,1荷載量為自變量X2,將沉降量作為因變量Y,由原數據可知,n為11,p為2,y=(y1,y2,∧,y11)T,x為11×3的矩陣, ;
由此可以得到模型的線性方程為:Y=0.3839X1-1.4432X2+0.8574。
4實際回歸方程顯著性檢驗
如果因變量Y與自變量X1和X2之間不存在線性關系,那么模型(3-5)中的β為零向量,即有原假設:H0:β1=0,,β2=0,β3=0,將此原假設作為模型(3-5)的約束條件,求得統計量F=(S回/p)/(S剩/(n-p-1))(3-6),其中,n=11,p=2, , , 。將觀測數據以及計算出的模型數據代入上面的計算公式中,可以得出 ,S回=203.98,S剩=0.22,并將此代入式(3-6)中可以得到統計量F=(203.98/2)/(0.22/(11-2-1))=3708.73。
假設原假設成立,則統計量F應服從F(2,8)分布,選擇顯著水平α為0.05,用下式檢驗原假設:p{|F|≥F0.9(2,8)|H0}=0.05(3-7),求得F的臨界值為0.22,很明顯統計值3708.73遠遠大于臨界值0.22,所以上式(3-7)成立,y對X1和X2有顯著線性關系,因此方程是顯著的。
5實際回歸系數顯著性檢驗
對于回歸方程Y=0.3839X1-1.4432X2+0.8574來說,雖然它是顯著的但不意味著它的變量也都是顯著的,所以需要剔除其中可有可無的變量,重新建立回歸線性方程。如果其中一個變量對Y的作用不顯著,那么它前面的系數就應該取零,因此,檢驗變形因子是否顯著的原假設應為:H0:βj=0,由公式(3-0)可估算求得:
式中,cjj為矩陣(xTx)-1中的第j個 元素,于是在原假設成立時,統計量 , ,S剩/σ2~x2(n-p-1),所以可以組成統計原假設的統計量(β2j/cjj)/(S剩/(n-p-1))~F(1,(n-p-1)),如果原假設成立,那么應服從F(1,8)分布。分子 通常又稱為因子xj的偏回歸平方和,選擇相應的顯著水平α,本文選α=0.05,查表得分位值F1-0.05,(1,8),若統計量|F|>F1-0.05,(1,8),則認為回歸系數 在1-0.05的置信度下是顯著的,否則是不顯著的。
本文中可以求得矩陣(xTx)-1=
當j=1時,原假設的統計量為(0.38392/8.7323)/(0.22/8)=0.61,查表F1-0.05,(1,8)為0.19,很明顯統計量大于分位值F1-0.05,(1,10),所以系數β1是顯著的。當j=2時,原假設的統計量為((-1.4432)2/0.5236)/(0.22/8)=144.65,此時的統計量遠遠大于分位值F1-0.05,(1,10),所以系數β2也是顯著的。
6結論與展望
本文主要是針對多元線性回歸分析的研究,以建筑物沉降累計值為因變量,建筑物的荷載與時間間隔為自變量對線性模型進行了研究,通過實例數據的結果驗證了變形分析模型在此建筑物中的可行性,為直接將影響變形的因素納入模型提供了參考。除此之外,由于不同的建筑物荷載存在差異以及不同地區的土質抗壓能力不同等原因,文中的模型可能存在一定的局限性,所以應用此模型還需要大量的實例驗證,甚至對荷載因子進行變換,才能使模型有較好的擬合度。本文中回歸分析法應用于變形監測數據處理只是一個初步的研究,如果要將更多的變形因素納入模型中并有更廣泛的應用,還需要我們進行更深層次的研究。
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關鍵詞:高液限土;直接填筑;控制指標
Pick to: in ningde NingWu highway A2, the A3 on contract section project, from mining itself "potential" of high liquid limit soil, through indoor experiment, find the "best" of high liquid limit soil condition, construction site control index is put forward, then test road filling test, looking for the best, the most reasonable way of RCC, makes the high liquid limit soil testing indexes such as dry density and saturation can satisfy the requirement of indoor test results of the proposed control targets, ensure it meet the "best" state. Make the high liquid limit soil can directly fill in the roadbed, saving a large amount of construction funds, reduces the land use and protect the environment, is of great significance.
Key words: high liquid limit soil; Direct filling; Control indicators
中圖分類號:U412.36+6文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
1 工程概況
國家高速公路北京至臺北射線福建境內建甌至閩侯高速公路項目,主線起于建甌市弓魚,終于閩侯白頭樞紐,主線總長約151.981公里,其中寧德境內39.06公里,路線途經鳳都鎮碗廠村、溪坪村、溪頭村、城西街道吉兆村、晗頭、喉嚨際、溪里廠、巾中尾、絆洋鄉排頭村、淮溪村、上墩村。路線平縱面縮圖詳見圖1。項目按四車道高速公路標準建設,設計速度為100公里/小時,路基寬度采用26米,采用雙向四車道標準。
圖 1 京臺線建甌至閩侯高速公路寧德市境路線平縱面縮圖
京臺高速寧德段由A1~A5、B1五個施工合同段組成,A1合同段起止樁號為K58+901~K65+380,路線長6.479公里;A2合同段起止樁號為K65+380~K78+180,路線長12.800公里;A3起止樁號為K78+180~K85+100,路線長6.920公里;A4起止樁號為K85+100~K91+100,路線長6.000公里;A5起止樁號為K91+100~K98+793.731,路線長7.694公里;B1路面合同段起止樁號為K58+901~YK98+793.731,路線長39.90公里。主要工程規模為:路基土石方290.460萬m3,特大橋、大橋3660.235m/8座,隧道13209.66m/(0.5+3+0.5)座,互通式立交2處,涵洞12道,通道5道,瀝青混凝土路面144178m2。
京臺高速寧德段地處沿海內陸山區,屬亞熱帶季風氣候區,年平均氣溫16℃~21℃之間,年平均降雨量1650毫米,無霜期平均為295天;區內水系發育,大體呈樹枝狀,均為雨源型,屬閩江支流古田溪水系;區內河谷形態變化大,多呈“V”型,古田互通處河床呈“U”型,且河曲較發育;路線區地層較為簡單,坡地上部為殘坡積土,溝谷部位下為沖洪積層,下伏基巖為侏羅系南園組凝灰熔巖,沿線大部分土料為高液限土。該種土具有以下幾點工程特性:①顆粒細小,細粒含量大,具有不同程度的膠體特性。②滲透系數低,土中礦物成分帶有較多的負電荷,親水性強,土粒結合水膜厚度大。③天然含水率大,一般大于塑限;最優含水率較低,遠遠小于塑限含水率。④水穩定性差,最大干密度對應的含水率低,飽和度小,吸水勢能較大,存在較強的膨脹趨勢,一旦吸水,其CBR強度急劇下降。
2 項目研究意義
《公路路基施工技術規范》(JTG F10-2006)中第4.1.2條第3點明確規定:“液限大于50%、塑性指數大于26、含水量不適宜直接壓實的細粒土,不得直接作為路堤填料;需要使用時,必須采取技術措施進行處理,經檢驗滿足設計要求后方可使用?!?/p>
探討研究新的填筑技術與控制指標以使高液限土能直接填筑在路基中,意義重大。
(1)節約大量的建設資金
采用傳統的改良的方法利用高液限土,比如摻石灰、水泥或土壤外加劑等進行改良,讓土體達到較好的水穩定性,但花費巨大,以改良100萬方高液限土計算,改良費用詳見表1。
表1 高液限良材料費用表
由表1-1可見,僅改良材料費用就十分的巨大。
此外,改良高液限土工藝復雜,如需燜料、攪拌均勻等,需添加路拌機等設備,耗時耗力。
(2)減少土地使用
棄方換填是通常處理高液限土的另一種辦法,但帶來兩個問題:a需尋找新的填土場來堆填廢棄的高液限土體;b尋找新的可用的土來換填。這勢必造成土地資源的極大浪費。換填的施工費用也是巨大的。按挖、填方單價各35元/立方米計算,換填100萬立方米高液限土的施工費用將為7000萬元。
(3)保護環境
采用換填將會大面積破壞自然本來的生態面貌,若挖、填處理不善,另將帶來滑坡危險,危及環境。
采用改良的方法,增加水泥、石灰或土壤外加劑,在不同程度上改變了自然界的原本面貌,在施工過程中帶來的灰塵、化學物質或多或少地惡化了當地環境。
因此,若能挖掘高液限土的本身“潛能”,摸透其路用性能及保持其高性能的機理,通過改進施工工藝,直接填筑,就能節省大量的建設資金,并且保護環境,樹立節約型交通之典范。
受京臺高速公路寧德段A2、A3合同段委托,對該合同段高液限土填筑路基進行專題試驗研究。通過室內試驗和試驗路鋪筑,獲取該高液限土的合理含水率、擊實功和施工工藝,使其滿足規范強度要求,直接用于93區路基填筑,從而降低工程造價,并達到節約土地、環保的目的。
3高液限土基本工程特性
高液限土最明顯特征是:顆粒較細小、細顆粒含量較大,具有不同程度膠體特性;土中含有的礦物帶有較多負電荷,親水性較強,造成土粒結合水膜厚度較大,因而滲透系數較低。由于顆粒粒徑較小,毛細水上升高度較大,但速度較慢。[22]
高液限土的天然含水率一般大于其塑限,而通過室內擊實試驗得到的最佳含水率卻較低,遠遠小于其塑限。按最佳含水率來指導填筑壓實施工,一是填料難于晾曬;二此時碾壓后土體的空氣體積率仍較大,飽和度較小,遇水易膨脹。由于高液限土保水能力較強,塑限高,容易造成表層土因失水而干裂,且碾壓后會出現起皮、干裂等表觀質量問題。常規重型擊實條件下得到的最大干密度對應的飽和度小,吸水勢能大,因此存在較強膨脹趨勢,一旦吸水其強度會急劇下降,出現水穩定性差現象,因而影響了高液限土的正常使用。如果在較高含水率的情況下進行碾壓,由于高液限土粘粒含量大,透水性差,在松鋪層內易出現表層雖已壓實,但內部土體仍存在著大量的孔隙,即出現所謂的“彈簧土”,傳統壓實度指標及強度指標CBR值都不容易達到《公路路基施工技術規范》(JTG F10-2006)的要求。
4 研究方法和技術路線
通過室內試驗,找到高液限土的“最佳”狀態,提出施工現場控制指標,再進行試驗路填筑試驗,尋找出最佳、最合理的碾壓方式,使得現場高液限土檢測指標如干密度、飽和度能滿足室內試驗結果提出的控制指標要求,確保其達到“最佳”狀態。
(1)室內試驗
①原狀土分析
通過檢測高液限土的基本性質指標(液塑限、土粒比重、天然含水率、顆粒分析、分類、定名、最大干密度、最佳含水率、CBR承載比、相應密實度、膨脹率、吸水量等),分析尋找其“最佳”的狀態。
②最佳狀態尋找
根據土的天然含水率和重型擊實(Ⅱ-2法)試驗得到的最佳含水率,估計現場所擬用的含水率范圍,擬定不同的擊實功及其對應的含水率列表,按濕法進行制件,測其干密度、浸水四晝夜后的CBR強度值和膨脹率,繪制相應曲線,找到滿足CBR和膨脹率較?。ú淮笥?%)的“合理”含水率范圍和對應的擊實功。
這里的“合理”含水率,指的是在該含水率下,既能找到對應的擊實功使其CBR值能滿足不小于3.0%,又便于現場施工。
③制定室內控制標準
根據含水率、干密度、比重Gs,按計算相應的飽和度Sr,初步擬定室內的干密度和飽和度控制指標用于現場試驗路施工。
(2)試驗路填筑
進行試驗路填筑,驗證室內控制指標的合理性,根據現場施工條件,劃分若干段試驗路,通過調整土的含水率、碾壓工藝、碾壓遍數等指標尋找出最佳施工工藝,比較室內試驗結果,確定全面開展填筑施工時的、可行的控制指標。
論文技術路線見圖2。
圖2 技術路線框圖
5土樣采集和試驗研究
在K67+160、K76+400、K78+700、K79+550、K81+230等處取土進行試驗,用于了解該位置處高液限土的性能,并判斷該土方利用可套用的施工控制指標。
全套試驗內容包括:
(1)基本試驗:液塑限、塑性指數,顆粒分析,土粒比重,分類、定名,天然含水率,天然稠度,常規重型擊實功下最大干密度、最佳含水率。
(2)泡水96小時后承載比、相應密實度、膨脹率、吸水量。
(3)調整含水率與擊實功,找到高液限土滿足浸水CBR≥3.0的“最佳狀態”。
以K67+160土樣為例,K67+160土樣的基本物理指標詳見表2。
表2K67+160處土的基本物理指標
5.1土的強度、干密度、飽和度、膨脹率與含水率、擊實功關系
根據土的天然含水率及標準擊實結果,擬定土的可用含水率范圍為17%~27%,結合試驗晾曬結果,實際擬定17.6%、21.1%、24.5%、27.2%四個控制含水率,分別采用3×21、3×35、3×63和3×98四種擊實功,測定其干密度,浸水4晝夜后測定其CBR值、膨脹率、吸水量等指標,結果如表3。
繪制該土強度、干密度、飽和度、膨脹率與含水率、擊實功的關系曲線如圖3~圖6。其中圖(a)各曲線代表同一含水率、不同擊實功所對應的強度、膨脹率、干密度、飽和度;圖(b)各曲線代表同一擊實功、不同含水率所對應的強度、膨脹率、干密度、飽和度。
表3K67+160處土樣不同含水率、擊實功下試驗結果
圖3強度(CBR)~含水率、擊實功關系
(a)
(b)
圖4干密度~含水率、擊實功關系
(a)
(b)
圖5飽和度~含水率、擊實功關系
(a)
(b)
圖6膨脹率~含水率、擊實功關系
5.2室內試驗數據分析
①該高液限土最優含水率為16.2%。根據試驗結果可知,土體含水率在17.6%~27.2%范圍內,3×21、3×35、3×63和3×98四種擊實功作用下,土體CBR強度大于3%,膨脹率小于5%,飽和度大于60%,土體強度和水穩定性均處在可接受范圍。考慮含水率過低現場晾曬困難,且土體吸水勢能大,易導致土體吸水后性質變差;而含水率過高,碾壓過程容易出現彈簧現象,綜合分析,初步確定該高液限土合理含水率范圍為22%~27%。
②對于含水率小于等于21.1%、相同含水率的土體,強度隨擊實功的減小而減??;含水率為24.5%時,強度隨擊實功的增大先增大后減小,詳見圖3(a)。由此說明,在合理含水率范圍內,擊實功不能太小,擊實功不足將不利于高液限土的壓實,強度達不到要求。同時當土體含水率較高時,土體強度隨擊實功的增大先增加后減小,也即當土體含水率較高時,并非碾壓遍數越多得到的土體強度越高。對不同含水率的試驗土樣采用相同的擊實功進行擊實,見圖3(b),強度隨含水率的增大先增大后減小。
③在合理含水率范圍內,相同含水率的土樣,干密度隨擊實功的減小而減小,見圖24(a)。同種擊實功作用下,大體上土體干密度隨含水率的增加而減?。▓D4(b))。因此為保證干密度滿足要求,土體含水率不能過高。當擊實功較?。?×21)時,含水率對干密度影響小。
④在合理含水率范圍內,相同含水率的土樣,飽和度隨擊實功的減小而減小,見圖5(a),這與干密度變化規律一致。同種擊實功作用下,土體飽和度隨含水率的降低而降低(圖5(b))。隨著含水率的降低,土體飽和度快速降低,由于土體飽和度過低,將形成較強的吸水勢能,一旦吸水將對土體強度和穩定性產生不利影響,因此在實際填筑過程中,需控制好含水率,確保不超出合理含水率范圍。
⑤在合理含水率范圍內,相同含水率的土樣,膨脹率隨擊實功的減小而增大(圖6(a)),各設計擊實功對應的膨脹率均小于5%。同種擊實功作用下(圖6(b)),土體膨脹率隨含水率的減小而增大。因此實際填筑過程中,含水率不能過低,碾壓遍數不能過少,否則因為膨脹率過大,水穩定性不能滿足要求。
⑥室內試驗結果表明,在合理含水率范圍內,只有采用合理的擊實功,才能獲取較大的干密度、飽和度,以及較佳的水穩定性,從而保證高液限土有較高的強度。
圖7強度與干密度的關系
圖8強度與飽和度的關系
根據強度與干密度之間的關系(圖7),強度與飽和度之間的關系(圖8),土樣CBR強度與干密度、CBR強度與飽和度之間均存在對應關系,因而采用干密度、飽和度聯合對高液限土填筑質量進行控制,可以確保強度滿足要求。
⑦從標準擊實的壓實度與含水率、擊實功關系來看(圖9),在17.6%~27.2%含水率范圍內,壓實度隨擊實功的減小而減小;同一擊實功作用下,壓實度隨含水率的增大而減小。說明要達到一定的壓實度,擊實功不能過小,含水率不能過高。
(a)
(b)
圖9壓實度與含水率、擊實功的關系
⑧綜合而言,在初步擬定的合理含水率即22%~27%范圍內,在3×21擊實功作用下的該種高液限土飽和度大于80%,壓實度大于85%,CBR大于3%,膨脹率小于5%。將CBR大于3%各含水率對應干密度、壓實度、飽和度列于表4,繪制干密度、壓實度、飽和度和含水率關系曲線,并擬合如圖10~圖11。
表4CBR大于3.0%干密度(壓實度)和飽和度要求值
根據擬合曲線確立各含水率對應的干密度、壓實度和飽和度要求值,同時,為了保證高液限土的水穩定性,取飽和度大于80%,制定室內試驗標準如表5。待試驗路填筑,現場試驗后,根據實際情況與檢測結果調整含水率及其對應的控制指標。
圖10干密度與含水率關系及擬合曲線
圖11 壓實度與含水率關系及擬合曲線
圖12飽和度與含水率關系及擬合曲線
表5 干密度(壓實度)和飽和度室內試驗控制標準
⑨關于壓實度,常規土是在最優含水率時用重型擊實試驗得出最大干密度,從而達到最大CBR強度,《公路路基施工技術規范》(JTG F10-2006)要求壓實度就是指在最優含水率情況下土被壓實的程度。實際上,土是三相體,土體被壓實的過程就是土中空氣排出、孔隙減小的過程,在這個過程中,孔隙中空氣所占的體積越來越小,水所占的體積的比例則越來越大,即飽和度逐漸增大,一直到完全飽和,從而達到最理想壓實狀態,該狀態對應的密度我們稱之為“理論干密度”,用此“理論干密度”計算控制密度的壓實度如表5,從中可以看出,盡管相對最大干密度,控制密度的相對壓實度不大,但當含水率超過23%,相對“理論干密度”的壓實度則超過93%。這時的高液限土具有較好的水穩性能。當然,含水率較大,盡管相對“理論干密度”的壓實度較大,但由于土體具有較高的飽和度,孔隙中空氣所占的比例較小,再難壓縮,反而因為體積含水率過大而使土體的整體強度下降。
5.3試驗路鋪筑及結果分析
2011年11月29日~11月30日在YK67+180~+260處第1層進行高液限土填筑試驗,填料來源為K67+000~K67+460。根據室內試驗結果,將土晾曬至含水率為25%左右進行碾壓。
(1)試驗路填筑
對試驗土樣進行堆曬時,松鋪厚度控制在20~25cm,待表層土晾曬較干(發白)后用推土機大致推平,并用旋耕機進行翻曬,測定含水率在設計范圍內時,再用20t壓路機碾壓。所采用的碾壓工藝為靜壓1遍+小振6遍+靜壓1遍。碾壓完畢進行灌砂試驗,測取干密度與含水率,并計算飽和度和壓實度。
(2)試驗結果分析
從現場碾壓和檢測資料(詳見表6),得到如下結論:
①根據已有的研究成果及工程經驗,含水率是控制高液限土是否能碾壓成功的最關鍵因素。含水率過高時進行碾壓,由于土體透水性差,容易出現表面壓實,而內部土體存在大量空隙的現象,即出現所謂的彈簧土??紤]到含水率過低現場晾曬困難,晾曬時間長影響工期;且土體吸水勢能大,易導致土體吸水后性質變差,試驗路含水率控制在22%以上
。
表6試驗路填筑檢測結果
②碾壓功是高液限土能否壓實的重要因素。目前壓路機常見的碾壓方式包括靜壓、小振和大振等三種方式。以往的實踐經驗表明,大振的效果差,故本次試驗段不再進行大振碾壓。帶振動的碾壓可使一部分的下層水分泌出到表面,一定程度上讓上下土層均勻。采用靜壓1遍+小振6遍+靜壓1遍對路基進行碾壓,得到的干密度能滿足室內試驗控制指標(表2-16)。為使土層表面更光滑、密實,充分利用泌出的水分浸潤比較干燥的表層,并將總靜壓2遍分解為初壓平面靜壓1遍與終壓光面靜壓1遍。
③從試驗資料來看,各含水率段與最終成活路基的干密度和飽和度可以滿足室內試驗提出的標準。
5.4施工控制標準及說明
綜合考慮K67+160土樣室內試驗及在YK67+180~YK67+260處第1層進行的現場填筑試驗結果,確定其施工控制標準如下:
(1)松鋪厚度:≤25cm;
(2)含水率:22%~27%;
(3)碾壓工藝:靜壓1遍+小振6遍+靜壓1遍;
(3)干密度和飽和度控制標準如表7。
表7 干密度和飽和度控制標準
對上述施工控制標準說明如下:
(1)該控制指標適用于K67+000~K67+460代表山頭范圍內土體。代表性土樣附近山頭高液限土,在顏色等外觀變化不大情況下,應進行必要的液限、塑限、顆粒分析、土粒比重、分類、定名、天然含水率、天然稠度等基本性質指標試驗。在液塑限、顆粒組成基本一致情況下,標準重型擊實下最大干密度與代表性土樣相差在±0.05g/cm3內時可套用代表性土樣控制指標,飽和度控制指標需根據土粒比重進行相應調整。若在實際碾壓中發現控制指標不易達到或過于寬松,以及土樣性質發生變化時,需重新進行驗證。
(2)含水率處于非整數時,可用內插方法計算控制干密度與飽和度。
6施工質量保證措施及注意事項
應如下規程進行高液限土填筑:
(1)開辟4~5個工作面用于高液限土填筑,安排1塊上土,2塊翻曬,1塊碾壓,1塊檢測。做到程序、規?;a。
(2)上土松鋪厚度不超過25cm,先進行堆曬,表層干燥后用推土機推平,然后根據實際晾曬情況勤快翻曬,降低含水率至合理含水率范圍。
(3)嚴格按規定方式進行碾壓,保證碾壓遍數,同時,碾壓速度宜設置低速。
(4)按現行規范要求的頻率,采用灌砂法測定現場干密度ρd,烘干法測定含水率ω,根據土粒比重Gs和公式計算飽和度Sr,將該干密度、飽和度與要求值相比較,兩者都達到要求值為合格。
(5)對碾壓不夠或局部含水率過大地方,必須進行補壓,必要時翻曬后補壓,直至含水率、干密度與飽和度都達到要求。
施工注意事項:
(1)由于高液限土顆粒小,水分蒸發不易,且不均勻,因此,很難降低含水率,同一碾壓層含水率往往相差較大,因此需勤翻曬。宜配備高效的翻曬機械(如四輪農用旋耕機)來加速降低含水率,保持土壤含水率的均勻,縮短施工周期,保證碾壓效果。
(2)盡量連續施工,壓完一層并經檢驗合格后,應馬上進行下一層土的攤鋪,以防止本層土曬干后開裂,路基施工完畢應采取必要措施防止路基被曬裂。
(3)施工期間應設置邊溝,準備必要防水物質以防雨水浸泡路基,路基邊坡也應采取必要的防護措施。多雨的季節應添加必要的防水材料遮蓋現場。
(4)雨后路基若有泥漿,應鏟除干凈方可進行下層土填筑。
(5)填筑過程中每層必須使用平地機整平,保證壓實后的路基頂面平整,現場做好路拱,路拱不得小于4%。半填半挖段朝外傾斜填筑,不能積水。
(6)高液限土不宜用于高填方地段,不得用于94、96區及挖方路段0~80cm的路床應用符合規范要求的填筑材料進行填筑和換填。對于地下水位較高、潮濕地段,應設置排水層和隔水層后才能填筑高液限土,以防止地下毛細水上升。
(7)施工中若出現軟彈現象,應適當減少運土車重量,或使用推土機送土。第五章結論與展望
7 結語
本文對京臺高速公路寧德段A2、A3合同段高液限土填筑路基進行專題試驗研究。通過室內試驗和試驗路鋪筑,獲取該高液限土的合理含水率、擊實功和施工工藝,使其滿足規范強度要求,直接用于93區路基填筑,從而降低工程造價,并達到節約土地、環保的目的。同時得出了高液限土以下幾點特性:
1、高液限土存在一定合理含水率范圍內,CBR強度較大且膨脹較小。
2、高液限土在合理含水率范圍內,擊實功越大,干密度越大,同時CBR強度也越大。
3、一定的飽和度是保證高液限土有較大強度的必要條件,但飽和度超過一定時,CBR強度銳減。保證高液限土峰值CBR的飽和度對應的含水率與合理含水率范圍基本相同。在合理含水率范圍內飽和度能反映土的壓度程度,飽和度可與干密度一同作為高液限土填筑控制指標。
本項目所在地區地處我國東南沿海,屬亞熱帶濕潤季風氣候,西北有山脈阻擋寒風,東南又有海風調節,氣候溫暖濕潤,年平均降水量超過1500毫米。全年適合路堤填筑的時間僅冬季(10月-次年1月),即便在冬季,也時常陰雨綿綿。在此自然環境下,土的含水率極高,其天然含水率一般大于30%,甚至超過45%,必須大幅減低含水率,然而,超過3天的晴朗天氣實在不多,且冬天的太陽時間短,強度弱,要晾曬至合理含水率也極其困難。
本項目實施中還發現大量的“過濕土”(不屬于已有特殊土范疇),但也異于一般的常規土,其主要由細粒土組成,天然含水率大且粘性大,一般還含有一定的膨脹性的礦物,具有較強的親水性和持水性,透水性差等特性。這種土晾干需要較長的時間和較大的場地,一旦晾干以后,它又成為硬塊,難以粉碎。而剛從取土坑挖出來的原狀土又由于天然含水率較大,遠遠超過重型或輕型壓實標準的最佳范圍,想讓此類填料在密實度上達到重型壓實標準,不采取特殊的措施是不可能達到的,因為在壓路機的激振力作用下,土體中多余的水是不可能立即被排出,因此碾壓的結果,只會是出現“彈簧”。如何應用“過濕土”填筑路堤,如何保證其施工質量等成為目前厄待解決的技術難題。若能立項研究,其研究成果對節約投資、加快施工進度、保護生態環境都具有重大意義。
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