[发明专利]一种基于室内土工试验方法确定钙质砂路基相对密实度的方法

说明书

本发明涉及一种基于室内土工试验确定钙质砂路基相对密实度的方法：步骤包括现场取回钙质砂土样清洗、烘干，筛分试验得到颗粒级配曲线；测定钙质砂最小干密度，对比分析选取合理的试验数值；测定钙质砂最大干密度，对比分析选取合理的试验数值；采用取样器现场取样，烘干称重得到该砂样的干密度；通过公式计算得到相对密实度。本发明进一步明确了更为合理的试验方法和试验仪器尺寸，能更加方便、合理、准确地获得钙质砂路基相对密实度，对于岛礁工程的建设具有十分重要的意义。

技术领域

本发明涉及一种钙质砂路基相对密实度的确定方法，更具体的说，是涉及一种基于室内土工试验确定钙质砂路基相对密实度的方法。

背景技术

钙质砂是由珊瑚骨骼、贝类、虫黄藻类等海洋生物残骸沉积而成，广泛分布在南北纬30度之间热带、亚热带气候的海岸和岛屿浅水区。因其生成环境、成因以及物质组成等因素影响，钙质砂具有颗粒易破碎、形状极其不规则、内孔隙发育、微观结构复杂等显著区别于陆源石英砂的特点。随着我国南海的开发和利用，大量钙质砂作为路基填料用于实际工程，而相对密实度是描述钙质砂路基安全使用性能的重要指标。因此，提出一种能够快速、合理、准确地预测钙质砂路基相对密实度的方法对岛礁工程基础设施建设具有十分重要的价值和意义。

对于钙质砂、石英砂等无黏性土而言，相对密实度D_r的计算公式为：

其中，D_r为相对密实度，e_max为该砂土的最大孔隙比，e_min为该砂土的最小孔隙比，e为待测砂样的孔隙比。但是，最大、最小孔隙比不易直接量测，常通过最小、最大干密度换算得到，如式(2)-(3)：

其中，ρ_w为水的密度，G_s为土颗粒的比重，ρ_d,min为该砂土的最小干密度，ρ_d,max为该砂土的最大干密度。由式(1)-(3)可知：

因此，对钙质砂路基相对密实度的确定关键在于准确地测定其最小干密度和最大干密度。《土工试验方法标准》(GB/T 50123—2019)规定：砂土的最小干密度宜采用漏斗法和量筒法，量筒容积可选用500ml或1000ml，砂土质量为700g；砂土的最大干密度试验宜采用振动锤击法，击实筒的容积可选用250ml或1000ml。

目前，室内土工试验确定砂土相对密实度主要针对石英砂，若直接用于钙质砂可能会产生较大的误差。主要原因有两方面：①钙质砂颗粒内孔隙发育，颗粒极易发生破碎，在采用振动锤击法确定其最大干密度时，部分粗颗粒会消耗击实锤的贯入能量而破碎成细颗粒。②破碎产生的细颗粒将进入砂土孔隙中从而使测得的密实度会出现较大的正偏差。此外，室内土工试验方法只提出了建议的试验方法和试验仪器尺寸，具体采用何种方式没有明确，特别是对钙质砂这种特殊土。因此，基于室内土工试验，提出一种方便、合理、准确的钙质砂路基相对密实度确定方法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于针对以上不足之处，提出一种基于室内土工试验方法确定钙质砂相对密实度的方法，采用该方法能够方便、合理、准确地测量计算出钙质砂路基的相对密实度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种基于室内土工试验方法确定钙质砂路基相对密实度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将现场取回的钙质砂土样清洗干净，用烘箱干燥后进行筛分试验得到颗粒级配曲线；