DCP由英国交通研究实验室(T ranspor tat ion,Research Labor atory,简称TRL)开发,总重为20kg。
主要包括落高为575mm的8kg落锤、贯入杆、标尺及与贯入杆端部连接的直径为20mm的圆锥锥尖,其中:锥尖的锥角为60度,其构件与尺寸具体
1:10000mm读尺
2:贯入杆 上杆803mm
3:连接圆盘 105mm
4:落距:575mm
5、贯入杆:下杆910mm
6、底板:300mm*60mm*8mm
7、落锤:8KG
8、锥头:直径20mm,角度60度
2 ,动力圆锥贯入仪DCP测试方法
DCP测试时,通常需要3个人员操作,其中:一人握住手柄,竖起并扶住仪器,同时将锥尖朝下贴紧土基表面,并尽量使贯入杆垂直于土基表面;一人提升落锤并让其自由下落,一人记录每2次锤击后对应的标尺读数。
2.1 DCP测试步骤
(1)在试验地点选择干燥平坦的表面,如果表面有浮土或土质较松软,应用铲子将表面一层土铲去,铲去土的厚度不宜大于2cm,如表面浮土较深,应在附近另选一侧点进行测试。
(2)将圆锥头连接到安装好的动力贯入仪杆上。
(3)将圆锥头对准要检测的土的表面,同时确保贯入杆竖直。
(4)在贯入杆旁边放好标尺,标尺要平行于贯入杆。
(5)有一人扶好贯入杆,另一个人举起重锤,然后松手放下重锤。
(6)落锤砸下后,记录单次贯入深度超过5mm后的锤击次数与杆身贯入深度;如果单次贯入深度小于5mm,应在多次锤击到贯入深度大于5mm后记录贯入深度及该序列累计锤击次数。测试数据应按照规定表格由专人记录。
(7)至贯入深度达到要求(贯入深度达到或稍微超过当前被检压实层层厚)后,取出贯入杆,结束测试。
(8)在贯入过程中,如圆锥头遇到石块或其它蚀物致使贯入杆无法继续贯入时停止测试。本次数据记录成作废,另外在贯入孔附近40cm范围内另选择一测点进行测试。
(9)测试完毕后将贯入杆从中部连接处拆开,连同标尺及落锤一起放进工具箱内,以备下次使用。
2.2 DCP测试显示
由此,贯入杆在落锤的冲击作用下,逐渐贯入土基内部,显然,土基越坚硬,贯入一定深度的次数就越多,相应的每锤贯入的深度就越小;反之,土基越软,则贯入一定深度的次数就越少,而每锤贯入深度就越大。因此,DCP的测试结果可以反映土基内部的结构性能和压实情况。
DCP可在85cm的深度范围内进行连续测试,一般情况下,DCP测试1个测点只需1~3min的时间,具有快速检测的特点,为此,其测试结果采用贯入度为反映:
DN=?Y/N
DN为贯入度,mm/锤,?Y为从第1锤至最后1锤的总贯入深度,mm;N为锤击次数。
3、动力圆锥贯入义DCP测试结果对比分析
DCP贯入度与其他指标之间的相关系数绝对值均大于0.70,特别是与压实度和弯沉之间的相关系数绝对值超过0.80,这说明贯入度与弯沉、静回弹模量、动模量、压实度、干密度及含水量之间均存在着良好的双对数关系。其中,静回弹模量、动模量、压实度及干密度与贯入度呈负相关关系,弯沉和含水量与贯入度呈正相关关系。
因此,表明贯入度可以反映土基的设计指标(回弹模量)及施工指标(压实度和弯沉),故采用DCP评价土基的强度、刚度及压实性能是可行的,上述经验公式可作为DCP评价此类土基的压实性能参考。
3.1测试结论
通过现场选取成型土质路基,分别采用DCP、贝克曼梁、承载板、PFWD及灌砂法等现场测试方法对土基性能进行了对比测试。
回归分析结果显示,DCP贯入度与土基设计指标(静回弹模量和动模量)及施工指标(压实度、干密度、含水量及弯沉)等之间具有良好的相关关系,相关系数绝对值均大于0.70,这表明通过现场标定并建立DCP与其他检测指标的相关关系,就可以采用DCP替代传统的检测方法,实现快速检测并评价土基的强度和刚度及压实性能。
4、路基顶面处治深度的分析(举例)
为了解土基顶面的状况,对沪宁高速中紧急停靠带路基95区路基处理前后进行了DCP试验。结果如下:表2
表2 路基DCP试验各层贯入率加权平均值
桩号 |
最大贯入深度(mm) |
0~20cm贯入率加权 平均值 |
20~40cm贯入率加权 平均值 |
40~60cm贯入率加权 平均值 |
60~80cm贯入率加权 平均值 |
贯入总量的贯入率加权平均值 |
K0+280 |
543 |
10.56 |
16.54 |
17.23 |
|
15.344 |
K0+360 |
702 |
30.38 |
40.31 |
11.40 |
7.24 |
16.07 |
K0+415 |
553 |
51.01 |
17.08 |
10.09 |
|
17.32 |
K0+450 |
670 |
74.88 |
29.25 |
11.01 |
8.24 |
16.69 |
K0+530 |
740 |
21.22 |
63.23 |
15.15 |
5.89 |
12.40 |
K0+540 |
724 |
44.07 |
98.08 |
30.74 |
25.53 |
38.72 |
K0+560 |
850 |
33.14 |
92.31 |
26.68 |
15.28 |
27.74 |
K0+570 |
805 |
38.65 |
41.78 |
12.00 |
14.41 |
19.18 |
K0+580 |
764 |
10.82 |
29.37 |
35.25 |
15.49 |
20.47 |
土基顶面绝大部分测点表层以下0-40cm范围内CBR偏低,土层较松软,约占测点数60%,表明这些测点对应的0-40cm范围内土基强度相对较差;土基顶面部分测点表层以下40-60cm范围内CBR偏低,约占总测点数的19%,表明这些测点对应的40-60cm范围内土基强度相对较差;土基顶面60cm以下范围内CBR整体上数值较高;根据测试情况,紧急停靠带铣刨路面结构后,路基处理深度40cm为宜。
5、路基压实质量快速检测评定标准
在测试数据统计分析的基础上,建立了路基压实质量快速检测评定标准。
5.1 NPR(单个测点每层填土贯入度PR加权平均值)计算
测点每层填土贯入率PR加权平均值计算如下:
NPR=∑PR*h/∑h
PR—DCP测试的贯入率,单位mm/锤击次,通常取一次锤击数值。
NPR—测试土层PR加权平均值。
说明:∑h1应小于抽检压实填土层厚度。
5.2KNPR(检验评定段的NPR代表值)计算
检验评定段的填土NPR(测点每层填土PR加权平均值)代表值为:
式中:t0-t分布表中随测点数和保证率而变的系数。对于高速公路路基,保证率取固定值95%;S-检测值的均方差;n-检测点数;
NPR0—检验评定段内各测点NPR的规定值;
NPR—检验评定段内各测点NPR的平均值;
KNPR—检验评定段内各测点NPR的代表值。
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