灌砂法试操作应注意的问题

灌砂法试操作应注意的问题[提要]针对进行灌砂法试时较普遍地存在不能按规范进行正确操作而产生误差甚至错误，影响质量控制的问题，本文据此提出了应注意的意见。关键词灌砂法试验1前言灌砂法试验是野外用来测定路基和路面结构层密度的常用方法，即利用均匀颗粒的砂由一定高度下落到一规定容积的筒或洞内，按其单重不变的原理测定度洞的容积。根据野外灌砂法试验时较普遍地存在不能严格按T0111—93试验规程（以下简称“规程”）进行操作的问题，笔者归纳整理，分析了由此对试验结果的影响，并提出了应予注意的操作程序和步骤，以使试验真正起到对质量的控制。2合适仪器的选择目前，公路工程密度试验中ø100和ø150灌砂筒是最常见的两种。在测定细粒土密度时，可采用ø100小型灌砂筒，要求试样的最大粒径不得超过15mm，测定密度层的厚度为150~200mm。为保证测定结果的稳定并具有代表性，如粒径超过15mm，测应相应增大灌砂筒和标定罐的尺寸。对粒径达40~60mm粗粒土，灌砂筒和现场试洞的直径则应改为150~200mm。总之，针对试样的情况，试前应正确选择合适的灌砂筒规格。用作灌砂法试验的量砂规格和密度直接影响试验的结果。为此，“规程”要求量砂粒径为0.25~0.5mm，均匀并放置足够时间，清洁、干燥与空气湿度达到平衡。对这种规格的砂经试验证明密度变异性小，故野外试验必须采用这种规格的砂作为量砂。由于这砂较细，易吸湿受潮，使密度发生变化，故“规程”要求放置足够时间，使达到与空气湿度平衡密度也趋势于稳定。因此，在试验中，当空气湿度有变化时，应注意及时标定量砂的密度。3正确标定灌砂筒下部圆锥体内量砂的质量3.1称量灌砂入标定罐前筒内砂的质量灌砂入试洞前，筒内砂的质量应保持与灌砂入标定罐前的质量相等。“规程”要求灌砂筒中的砂面距筒顶不超过15mm。装砂不能随意，否则造成装砂太多或太少。太多，显然不合要求；太少，又会导致灌砂入试洞时，标定灌砂筒的下部圆锥休环能填满，使试验结果不准。3.2标定灌砂筒下部圆锥体的量砂质量a)将内装量砂m1的灌砂筒放在标定罐上，量取并记下砂面距筒顶面的高度；b)打开开关，让砂流出，观察砂面下降高度。当砂面下降深度大致等于标定罐深度时，流出的砂也大致填满标定罐，关闭开关；c)称量灌砂筒中剩余砂的质量m5。用内装量砂m5的灌砂筒在玻璃板上标定其下部圆锥体量砂质量m2。该骤常见错误是量砂未入标定缺罐就直接在玻璃板上标定灌砂筒下部圆锥体m2，结果使m2值偏大。4试验操作过程注意点4.1选点常见选择测点后，不用毛刷清扫表面，基板放置不稳。正确的方法应选取择一个40×40cm平坦面作测点，并用毛刷将其清扫干净。4.2标定基板与粗糙表面间的量砂质量m5-m6-m2常见用内装m1的灌砂筒去标定基板与粗糙表面间的量砂质量，而不是用内装m1的灌砂筒标定。由于前者砂面较高，冲力大，造成流出砂密度也较大，故标定的基板与粗糙表面间的量砂质量也偏大。4.3挖试洞此步骤的常见问题主要有：a)开挖试洞不是先中间，后边缘。以免使试洞庭湖的上边缘易受挤压密；b)以边缘为支点挖洞，撬起试洞中的材料，致使边缘受压挤密；c)内径不足，深度不够，底部松散材料未清理干净；d)不随时将试洞中挖出的材料装入塑料袋，封口保湿，以致散失水份，造成测定的含水量值偏小。4.4灌砂试洞灌砂前，灌砂筒中量砂质量没有保持为m1。这就造成了使灌砂入试洞的情况与仪器标定不一致。4.5取样常见取样错误是试样拌和不匀、未用四分法取样，或取样数量不足，两个平行试样的数量相差太大。正确取样是将挖出的材料全部倒入浅盘中，拌和均匀，用四分法取不小于规定的最小数量。如对细粒土，不小于100g；粗粒土，不小于500g。4.6数据处理试样湿密度和干密度的计算，应取2位小数；含水量以百分数表示，取1位小数即可。取小数位数太多，既不符合“规程”要求，也不符合有效数字运算要求。5小结为保证灌砂法密度试验的准确性，从仪器的先择、m2的标定、挖试洞、灌砂、取样及数据处理整个过程，都必须注意上述问题，严格按照“规程”要求的操作步骤和要领，则其效果是很明显的。例如，标定m2与灌砂入试洞时，如灌砂筒中砂的质量m1未能保持一致，可造成压辽阔度误差达2个百分点；又如挖度洞时，若不注意将挖出的试样及时入塑料袋并封口保湿，使水份散失，则导致试样含水量不准，造成试验结果误差，甚至错误。灌砂法试验的操作并不复杂，关键是操作人员要懂得该试验的基本原理，了解各步骤的要领及其必要性，注意操作的规范化，制度化，定能取得良好的效果。