13-131土壤液塑限判定结果精确度的判定探讨13.doc

土壤液塑限测定结果精确度的判定探讨
摘要:采用土壤液塑限联合测定仪法测定公路工程路基填料土的液塑限控制性指标,容易忽视对测定结果精确度的判定,本文结合液塑限联合测定原理,建立土壤锥入深度-含水量偏差计算公式,对测定结果进行精确度偏差计算,进行科学合理的判定,同时采用线性相关系数对计算公式的准确性进行了校验。通过对测定结果进行合理判定后,为我们工程中的施工应用提供有力的保障。
关键词:液塑限;线性相关系数;精确度
土是各级公路工程中路基的最基本和最主要的填料,在交通部行业标准《公路路基施工技术规范》JTG F-10-:液限大于50%、塑性指数大于26、含水量不适宜直接压实的细粒土,不得直接作为路堤填料。对于土壤液塑限的测定方法,有蝶式法(用于测定液限)、搓条法(用于测定塑限)以及液塑限联合测定法。历经多年工程实践,我们发现前两种方法的试验过程、步骤、判定标准等受人为因素影响很大,所得结果的离散性也较大,须要具备丰富经验的试验检测人员,经过多次重复试验后才能得出比较合理的结果。液塑限联合测定法主要是依靠测试设备准确测定和读取数据,代替了人的手工操作,精确度得到了极大的提高,并快速取代了以上两种方法。为了更加精准的应用土壤液塑限联合测定法,科学合理的判定公路工程中土壤能否用于路堤填筑,本文就液塑限联合测定结果精确度的判定建立数学线性分析方法进行探讨。
1 土壤液塑限联合测定的原理
经过多年对土壤科学的研究表明:以一定质量、角度和光滑度的圆锥在一定时间内,沉入土的深度与土的含水量有相关性,结合大量的试验数据总结归纳出,圆锥锥入深度与土壤的含水量成一条型式为Y=A*XB的曲线,在双对数平面坐标中,呈线性关系。液塑限联合测定法就是利用这一原理,先通过测定不同两点(接近液限和塑限点)的入土深度和含水量,建立Y=A*XB的曲线,再利用曲线的数学公式,求出定值塑限深度下的土壤含水量,即是我们需要测试的土壤液塑限结果。可以得知,建立的曲线关系对试验结果至关重要。JTJ E40-2007《公路土工试验规程》中T0118-93详细规定了液塑限联合测定法的试验步骤,并规定了测定第三点,即中间点的数值,来校准是否在曲线上,当塑限含水量偏离曲线超出±2%的偏差时,表明测试结果无效。通常我们对偏差值的线性判断及相关系数的比较未建立可行的分析方法,下面就此建立数学公式和进行验证。
2 线性判断与数学计算
按照JTJ E40-2007土工试验规程规定,在用液塑限联合测定仪测定土工的液塑限及塑性指数时需要测定3个点: 接近液限范围的A点(Ha,Wa),接近塑限的C点(Hc ,Wc)以及中间点B点(Hb ,Wb)。同时规定3个点在由锥入深度和含水量的双对数坐标上锥入深度-含水量必须呈一条直线,若3点不在一条直线时,应AC,AB连成一条直线,并根据A点的含水量利用经验公式计算塑限时的锥入深度H,采用H值在AB、AC直线上求导出W1 ,W2, W1--W2值要小于2%,如不满足则须重做试验。
在试验中发现三点成直线的判断在操作比较困难,尤其在使用手工画图的时候,更是无法满足试验的精确性要求。首先是坐标的描点有很大的人为因素,坐标轴的刻度不是很细,往往描点时很难精确的描到点的位置,偏差比较大,直线的判断纯粹依靠眼睛观察判断。当工程所使用土样的液塑限