2024水电水利工程堆石体密度附加质量法试验规程

水电水利工程堆石体密度附加质量法试验规程目次TOC\o"1-2"\h\z1总则 水电水利工程堆石体密度附加质量法试验规程条文说明

目次条文说明 191总则 224仪器设备 234.1规格性能 234.2检查校准 235试验准备 245.1试验条件 246现场试验 256.1测点布置 257试验成果 277.1数据处理 271总则1.0.1堆石体密度附加质量法试验是近年来常用的堆石体密度检测方法，它基于附加质量法的原理，通过测量堆石体在受到外力作用时的堆石体振动变化，从而计算出堆石体的密度。在实际应用中，堆石体密度附加质量法试验需要遵循一定的技术规程和操作流程。首先需要选择合适的测试设备和工具，然后按照规定的操作流程进行试验，最后根据试验结果进行分析和评估。此外，堆石体密度附加质量法试验还需要注意一些问题，例如设备的精度和稳定性、操作人员的技能和经验、环境因素的影响等。因此，在进行堆石体密度附加质量法试验时，需要严格按照技术规程和操作流程进行，以确保试验结果的准确性和可靠性。在水电水利工程中，堆石体的密度是一个重要的参数，它直接关系到堆石体工程的稳定性和安全性。为了准确测量堆石体的密度，通常会采用附加质量法进行现场试验。这种方法可以快速、准确地获取堆石体的密度信息，并且适用于不同粒径组成的堆石料。4仪器设备4.1规格性能4.1.1试验设备应该包括用于施加附加质量的装置、测量堆石体振动的传感器以及相关的分析软件等。这些设备需要满足一定的精度和稳定性要求，以确保试验结果的准确性和可靠性。在实际应用中，附加质量法试验技术的性能可能会受到多种因素的影响，如堆石体的性质、附加质量的施加方式、传感器的类型和精度等。因此，选择合适的设备和制定合理的试验方案是非常重要的。4.1.4附加质量选择依据为：=1\*GB3①确保～曲线频差波动小，要求附加质量不应少于5级；=2\*GB3②仪器的频率测试精度比每级相应附加质量频率差要高一个量级；=3\*GB3③在保证测试精度的前提下附加质量应尽量小，以节省人力﹑物力，压板下介质不应产生塑性变形。依据以上原则确定附加质量的重量。4.1.5因堆石料性质和级配不同，其测点所反映的有效振动频率也不同，检波器的选取应以此为依据来选取，通常依据试验工作确定使用的检波器类型和频率。4.2检查校准4.2.2在进行堆石体密度附加质量法试验时，需要使用专门的仪器设备。这些设备通常需要经过校准才能确保其测量结果的准确性。需要注意的是，不同的仪器设备可能需要不同的校准方法和步骤，因此在进行校准时，一定要严格按照仪器设备的使用说明书或者相关的操作规程进行操作。不同的附加质量法试验规程对仪器设备校准的要求会因设备和方法的差异而有所不同，在实际操作过程中，还需要结合实际情况进行适当的调整。5试验准备5.1试验条件5.1.1应根据测区条件和任务制定试验方案，试验过程中应进行附加质量法与坑测法同测点对比试验。结合工程填料的特性，依据测试数据，选择最佳的激震锤重量、附加质量块直径和重量等附加质量法检测技术参数。参数试验期间的各种工作参数和技术分析参数，既是试验阶段研究工作的重要成果，也是后期检测工作的技术准备。5.1.2～5.1.3堆石体密度附加质量法试验准备时，需要满足一定的试验条件，应包括以下几个方面：1应准备好相关的试验设备，这些设备应经过校准，确保其测量精度符合试验要求。2进行试验的人员应熟悉试验规程和相关操作技能，能够准确地进行试验操作和记录试验数据。同时，参与试验的人员还应了解相关的安全知识，确保试验过程的安全。5.2参数试验5.2.1参数试验应根据实际工作需要而确定，附加质量法参数试验的主要目的是建立填筑坝料物性特征与附加质量法测试参数的关系，取得填筑坝料附加质量法测试参数与坝料料物特性的分布规律。实践证明，结合生产性碾压试验开展试验工作，取得的成果在后期应用会取得较好的效果。5.2.3宜结合振动信号分析软件分析振动波形，读取振动波形的振幅和频率，绘制幅频响应曲线，根据曲线形态和分析结果来确定最佳工作参数。5.2.4堆石料填筑的每一种组合是指在生产性碾压试验阶段根据不同料源，不同铺料厚度、碾压遍数、洒水量等施工技术参数进行的组合，要求每种组合不宜少于3个测点。6现场试验6.1测点布置6.1.1堆石体密度附加质量法试验是一种原位、快速的无损检测技术，具有高效、快速、准确的特点，从现场检测到提交堆石体密度试验成果的时间不超过30分钟，解决了大坝堆石体填筑质量检测评定与施工进度的矛盾。由于附加质量法试验对象是碾压后作业面的堆石体密度，所以试验工作必须实时跟踪，与单元验收同步。6.1.3测点位置可采用手持GPS测量、全站仪测量、人工测量等方式确定。6.1.41附加质量法测点的布置是根据填筑质量控制的需要确定的，对于土石坝堆石料区是依据坑测最小数量要求的20倍～25倍数量控制，过渡料区、垫层料区和反滤料区均参考坑测数量。通过糯扎渡、苗尾、猴子岩、两河口、长龙山等工程应用表明，与规范规定的坑测法相比，采用附加质量法减少坑测点数量近70%，样本代表范围扩大了10倍。4不合格部位补充碾压与复测范围应大于测点分布布置的范围，才能起到质量控制的作用。6.2流程与方法6.2.1～6.2.2附加质量法现场工作环境较为复杂，检测条件变化较大，为了保证每次检查结果的真实有效，应采用铺细砂捣平方式改善场地测试条件，对检测结果无影响。6.2.3～6.2.4一个测点试验过程如下：1平整场地，铺上2cm左右的细砂以作耦合用。2附加质量块整齐叠放在测点上，宜叠放5级～6级附加质量块。3将拾振器粘合在附加质量块中央。4正确连接仪器，设置好信号采集参数。5提起重锤，自由下落于附加质量块旁的堆石体上，仪器记录试验信号。6减少一级附加质量块。7重复第5、6步，直到完成5到6级振动信号的观测。6.2.54激振力的大小对附加质量块与堆石体的振动体系有一定影响，应通过试验确定。锤击距离和锤击高度应按照锤击检测信号频谱图主频清晰、频差一致性好的原则进行选择。5质量块旁放置重物对附加质量法主频分析与主频判读会造成的一定影响，距离质量块100cm范围外可排除影响，可提高附加质量法数据采集精度。6.2.6为了减少或消除现场各种不确定性因素对观测数据的影响，保证观测数据的准确性，现场测试人员应对每个测点的数据波形进行辨识。当有效波形相似时，表明测试信号相对稳定，可以选择品质较好的数据作为该测点的试验数据进行存储；当观测数据发生突变或明显偏离其他测量值时可视为异常，这些异常现象可能是由于介质的物性条件变化所引起，也可能是因背景干扰或观测不当等所致，应重复观测，以确认异常的真伪。6.2.7主要指涉及安全、环境和职业健康的强制性国家标准，如核子密度法对于土料有一定的应用，但核子密度法涉及放射性探测的放射性物质管理的相关标准。7试验成果7.1数据处理7.1.1附加质量法在采集过程中，通常会受到周围环境的影响，如重载车辆经过或振动碾压设备的振动，采集信号的质量易受干扰。在这种情况下，如何有效的消除干扰并保证附加质量采集数据质量尤为重要。因此，每级试验数据应进行多次重复检查，排除干扰信号。多级试验数据线性回归分析的相关性系数大于或等于0.95为合格，大于或等于0.98为优良。7.1.3在不同的检测条件下采集数据会存在各种信号异常现象，数据整理是分析与处理数据的前提条件。7.1.4仪器参数设置不当、数据采集信号存在干扰时，会使采集的振动波形出现失真或削波现象，导致较大误差。为防止使用这种数据，在数据处理时要根据振动波形特征加以区别。早期求解堆石体密度采用率定系数法，率定系数法因堆石体波速测试稳定性差导致计算误差大，受坝料复杂性、施工参数的多样性影响大，不同的率定系数矩阵易产生冲突，计算过程效率较低，率定系数法求取堆石体密度误差大。为了解决率定系数法存在的问题，提出了数字化量板法，利用堆石体上同点位附加质量法测试参数与坑测法测试参数的二维对应关系建立数字量板，利用数字量板求解堆石体密度，实现了堆石体密度附加质量法高精度求解，可将堆石体密度求解精度提升至98%以上。7.1.5在频谱分析过程中，若直接采用傅里叶变换，则很难准确的判断振动体的振动主频。为了解决以上问题，可采用频谱细化技术来突出主频。对于振动信号的各向异性问题，可在附加质量块周围不同方向进行锤击来分析和判别。7.1.6《碾压式土石坝施工规范》NB/T5129—2013中提到“附加质量法为大坝堆石体压实效果检测指标密度的检测提供了一种快速、非破损性的实时测试手段，可以成为坑测法压实效果指标检测及质量评定的有益补充。