多年冻土密度和含水率试验法讨论

1、Discussion of test method of density and water content of Perennially frozen ground Meng ziyuan1, 21. Ewenke highway maintenance management office, Harbin, China, 0211002., , China, 0211001邮箱., 2. 邮箱Abstract:According to the data of S201 construction site in city of Ewenki ,which is density and wate

2、r content of frozen soil contrast test method of huandao and lianhe measured that the test method of huandao is instability. As a result, density and water content not harmonious . this paper analysis reasons of the instability and puts the frozen soil density test of this road improvement plan. Key

3、 words：Perennially frozen ground; density; water content; test method 多年冻土密度和含水率试验法讨论孟子元1，21. 内蒙古呼伦贝尔市鄂温克旗公路养护管理处，鄂温克旗，中国，0211002.，中国，1. 邮箱, 2. 邮箱【摘要】根据鄂温克旗S201施工现场的冻土密度和含水率现场环刀法得出数据和室内密度含水率联合测定法得出数据进行对比得出，现场环刀法具有不稳定性，密度和含水量值不协调。本文分析了不稳定性的原因，提出了本路段冻土密度试验的改进方案。【关键词】多年冻土；密度；含水率；试验方法 1 前言多年冻土地区的冻土工程病害是

4、现在公路建设所面临的重大难题。试验得出的冻土相关指标可以基本确定冻土的工程性质，从而为如何解决冻土地基提供依据。本文以呼伦贝尔市鄂温克自治旗S201公路施工中多年冻土密度和含水率试验为依据，提出东北多年冻土地区的冻土密度和含水率现场试验的改进方案。鄂温克旗S201公路按公路自然区划为I2区，属于低海拨、高纬度的稀疏岛状多年冻土区，冻土地质条件较为复杂。2 现场试验分析2.1 现场取样在以往的施工勘察过程中，现场的冻土取样没有注意时间，在冻土层达到冻土上限范围内时取样，才能准确的通过试验得出冻土工程性质。取土应注意时间：鄂温克旗入春季为5月初，入冬季为9月下旬，应在这两个时间轴附近取土样。钻孔机

5、此时仍可以打穿土层，并且取出的土样为冻结状态，可以进行相应的力学实验。取出的土样要注意上下不能倒置，保持原有状态，放入取土其中密封涂蜡。2.2 环刀法本实验根据土工试验规程中冻土的环刀试验法，取本路段三个不同断面的现场土样进行了检测。数据如下表1：Table 1. Data of frozen soil density and water content test method of huandao 表1. 多年冻土密度和含水率环刀法现场试验数据桩号K23+000K23+000K23+000日期9.289.289.28冻土状态多冰冻土多冰冻土多冰冻土深度（m）3.732.8土样描述粉质粘土粉质

6、粘土粉质粘土土样密度（g/cm3）1.931.911.82含水量（%）254727得到的密度和含水率值相关性系数小。如下图：Figure 1. figure of density and water content图1. 密度和含水量图2.3 原因分析导致试验数据相关性不强的主要原因如下：1）用钻孔机取土已经破坏了土的原有状态，鄂温克旗冻土上限为1m,下限为3m，此范围内的冻土温度一般在-0.3-0，而试验规定冻土试验环刀密度法应在负温下进行，现场温度为-4，故冻土会有一定的体积膨胀，导致结果数据不准确。2）由于该地区冻土多为富冰冻土或含土冰层，在用环刀切取时不可避免的出现冰的质量损失，而且环

7、刀体积的变化量不可知，导致误差进一步加大。3）由于富冰冻土和含土冰层中水和土的密度不同，导致每份土样上部冰含量明显多于下部冰含量，按规范中的取冻土周边的余土做含水率试验便不可取。综上，整体试验后数据的误差较大，协调性不好，不能很好的反应现场冻土的工程性质。3 现场试验改进意见 经过分析提出以下改进意见:1）在地区入冬季和入春季两时间轴附近取样。2）由于环刀法取样量只在50-60g，且含水量浮动较大，不能真实反应现场冻土密度。由于本路段基本为粉质粘土，故建议使用联合密度法。本方法每次试验取样量在1000-1500g,较环刀法取样量大，更能代表实际冻土密度，通过排出液体来得出冻土的体积，避免了环刀

8、切割时带来的质量损失。规范中规定排液筒中的水温应在0，实际试验发现在整个试验过程中水温能保持0。用联合测定法测定冻土的密度和含水率用的是一个土样，两个指标同时测出，客服了分别测定的不协调性，使试验资料彼此协调，更为准确。Table 2. Data of frozen soil density and water content test method of lianhe表2. 多年冻土密度和含水率联合测定法试验数据桩号K23+000K23+000K23+000日期9.289.289.28冻土状态多冰冻土多冰冻土多冰冻土深度（m）3.732.8土样描述粉质粘土粉质粘土粉质粘土土样密度（g/cm3

9、）1.911.491.80含水量（%）264928 Figure 2. figure of density and water content 图2. 密度和含水量图4 结论施工现场如需冻土勘测时的密度和含水量试验应尽量选用建议使用联合密度含水率测定法，这样密度和含水率有较好的相关性。1 P. R. China. Ministry of Communications. JTG E402007 Test Method of Soils for Highway Engineering S. Beijing：China Communications Press，2002.中华人民共和国交通部 . JTG E4