水利工程論文-微波烘干法測(cè)定土料含水率試驗(yàn)修正值研究.doc

水利工程論文-微波烘干法測(cè)定土料含水率試驗(yàn)修正值研究摘要：對(duì)壩體填筑質(zhì)量控制需要測(cè)定土料含水率和壓實(shí)干密度，其中，含水率是一個(gè)重要指標(biāo)，常規(guī)測(cè)定用標(biāo)準(zhǔn)烘干法，但標(biāo)準(zhǔn)法用時(shí)較長(zhǎng)，影響施工進(jìn)度，實(shí)際施工中通常采用快速烘干法。本工程經(jīng)比較后選用微波爐烘干法測(cè)定土料含水率。微波烘干法的準(zhǔn)確性與土料性質(zhì)、烘干溫度、烘干時(shí)間等因素有關(guān)，在施工前，必須對(duì)微波烘干測(cè)定含水率與標(biāo)準(zhǔn)烘箱測(cè)定含水率進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，確定烘干時(shí)間和溫度，并用統(tǒng)計(jì)方法確定與標(biāo)準(zhǔn)法之間的誤差。本文就是通過兩種烘干測(cè)定含水率方法的對(duì)比試驗(yàn)，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法求得其相關(guān)系數(shù)，為土方填筑質(zhì)量控制提供了一個(gè)快速、合理的含水率測(cè)定方法。關(guān)鍵詞：含水率試驗(yàn)微波修正1引言西段村水庫是三門峽市槐扒引黃提水灌溉工程的調(diào)蓄水庫，由大壩、輸水洞、泄洪洞、溢洪道等建筑物組成。其中，大壩為均質(zhì)土壩，壩長(zhǎng)650m，最大壩高46.6m，筑壩土料為重粉質(zhì)壤土，共計(jì)填筑土方157.6萬m3。對(duì)壩體填筑質(zhì)量控制需要測(cè)定土料含水率和壓實(shí)干密度，其中，含水率是一個(gè)重要指標(biāo)，常規(guī)測(cè)定用標(biāo)準(zhǔn)烘干法，但標(biāo)準(zhǔn)法用時(shí)較長(zhǎng)，影響施工進(jìn)度，實(shí)際施工中通常采用快速烘干法。本工程經(jīng)比較后選用微波爐烘干法測(cè)定土料含水率。微波烘干法的準(zhǔn)確性與土料性質(zhì)、烘干溫度、烘干時(shí)間等因素有關(guān)，在施工前，必須對(duì)微波烘干測(cè)定含水率與標(biāo)準(zhǔn)烘箱測(cè)定含水率進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，確定烘干時(shí)間和溫度，并用統(tǒng)計(jì)方法確定與標(biāo)準(zhǔn)法之間的誤差。本文就是通過兩種烘干測(cè)定含水率方法的對(duì)比試驗(yàn)，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法求得其相關(guān)系數(shù)，為土方填筑質(zhì)量控制提供了一個(gè)快速、合理的含水率測(cè)定方法。2對(duì)比試驗(yàn)2.1試驗(yàn)依據(jù)本試驗(yàn)依據(jù)土工試驗(yàn)規(guī)程（SL237-1999）。2.2實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備2.2.1電熱恒溫電烘箱（北京中興偉業(yè)儀器公司101型）。2.2.2格蘭仕微波爐，WP750L23-6型。2.2.3電子天平，稱量500g，感量0.01g。2.2.4瓷質(zhì)小碗若干、皿盒、量筒、玻璃棒、毛刷等。2.3試樣選取本試驗(yàn)所選土料為工程所用丁村土區(qū)Q3粉質(zhì)壤土，有機(jī)質(zhì)含量5%。2.4試驗(yàn)步驟勘察設(shè)計(jì)單位提供的丁村土區(qū)工程地質(zhì)勘查報(bào)告顯示土區(qū)土料最優(yōu)含水率為18.9%，故本次試驗(yàn)選用14%、18%、19%、20%、22%五種含水率的土樣進(jìn)行試驗(yàn)。2.4.1不同含水率土樣制備2.4.2標(biāo)準(zhǔn)含水率測(cè)定采用電熱恒溫電烘箱，烘干時(shí)間采用8h，烘干溫度設(shè)定為1100C恒溫對(duì)5種土樣同時(shí)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)含水率測(cè)定。結(jié)果見表一。表一標(biāo)準(zhǔn)含水率試驗(yàn)結(jié)果試樣編號(hào)12345標(biāo)準(zhǔn)含水率（%）14.4818.0519.2820.8022.96參數(shù)設(shè)定t=8h，T=1100C恒溫2.4.3微波烘干法含水率試驗(yàn)測(cè)定采用WP-750L23-6型微波爐，結(jié)合土質(zhì)情況，烘干溫度擬定為中高火（低火烘干時(shí)間過長(zhǎng)，高火易引起土料化學(xué)變化），烘干時(shí)間分別設(shè)定為7、9、11、13、15、17、19、21min。試驗(yàn)結(jié)果見表二。表二微波烘干法含水率試驗(yàn)結(jié)果3試驗(yàn)結(jié)果分析3.1微波烘干時(shí)間的確定3.1.1微波烘干法測(cè)定含水率與標(biāo)準(zhǔn)含水率差值見表三，五種含水率差值與烘干時(shí)間關(guān)系見圖一。時(shí)間設(shè)定（min）試樣編號(hào)79111315171921113.414.0312.6813.8413.93216.9817.3216.2417.4717.6117.6517.7117.96319.1518.1417.2318.1118.7919.3218.9818.78420.4419.6719.7120.5620.3720.5821.7320.99522.5421.9622.2921.5321.4022.1021.8122.73溫度設(shè)定中高火編號(hào)微波烘干時(shí)間（min）79111315171921表三微波烘干法測(cè)定含水率與標(biāo)準(zhǔn)含水率差值3.1.2數(shù)據(jù)分析結(jié)合表三，從W=14.48%曲線來看，微波烘干法在中高火檔位，烘干時(shí)間從715min，含水率均未達(dá)到14.48%，第三點(diǎn)為明顯偏離趨勢(shì)點(diǎn)，相差最小的點(diǎn)為9min時(shí)0.45%。從W=18.05%曲線來看，烘干時(shí)間從721min，含水率均未達(dá)到18.05%，第三點(diǎn)為明顯偏離趨勢(shì)點(diǎn)，其余點(diǎn)較有規(guī)律，差值隨著時(shí)間第延趨近于零，相差最小的點(diǎn)為21min時(shí)0.09%。從W=19.28%曲線來看，第三點(diǎn)為明顯偏離趨勢(shì)點(diǎn)，其余點(diǎn)較有規(guī)律，差值隨著時(shí)間第延趨近于零并于17min時(shí)基本達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值，相差最小的點(diǎn)為21min時(shí)0.09%。從W=20.80%曲線來看，最佳烘干時(shí)間在1719min時(shí)，相差較小的點(diǎn)為17min時(shí)0.22%和21分鐘的0.19%。從W=22.96%曲線來看，最佳烘干時(shí)間在9min或者1719min時(shí)。與標(biāo)準(zhǔn)含水率差值（%）1-1.08-0.45-1.8-0.64-0.552-1.07-0.73-1.81-0.58-0.44-0.4-0.34-0.093-0.13-1.14-2.05-1.17-0.490.04-0.3-0.54-0.36-1.13-1.09-0.24-0.43-0.220.930.195-0.42-1-0.67-1.43-1.56-0.86-1.15-0.23綜上，可靠的最佳烘干時(shí)間屆于1719min，含水率在1422%之間，規(guī)律基本吻合，所以，選定18min為最終烘干時(shí)間。另外，從關(guān)系圖上可以看出第1、2、3點(diǎn)多呈現(xiàn)下降態(tài)勢(shì)，亦即在7、9、11min時(shí)，含水率反而在下降，推測(cè)和當(dāng)?shù)赝寥烙袡C(jī)質(zhì)、礦物質(zhì)含量有關(guān)。3.2選定微波烘干時(shí)間參數(shù)后對(duì)比試驗(yàn)基于以上分析，針對(duì)土區(qū)土料試樣，修正微波烘干法試驗(yàn)參數(shù)：選定烘干時(shí)間為18min，烘干溫度設(shè)定為中高火檔位，進(jìn)行17%、18%、19%、20%含水率測(cè)定對(duì)比試驗(yàn)。3.2.1采用電熱恒溫烘箱測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)含水率結(jié)果見表四表四標(biāo)準(zhǔn)含水率3.2.2采用微波爐烘干測(cè)定含水率結(jié)果見表五表五微波測(cè)定含水率試樣編號(hào)組號(hào)12345678910平均標(biāo)準(zhǔn)含水率（%）116.4016.5016.5716.5416.7016.5316.5716.5616.6216.6016.56217.8717.9117.7217.8518.2417.8717.6717.6917.7318.2717.9918.2418.1218.1318.6218.0517.90318.2318.3818.3118.4318.3318.3318.2018.2218.2718.2618.30419.4619.3319.4019.4419.4119.4319.4219.3619.3619.4819.41參數(shù)設(shè)定t=8h，T=1100C恒溫試樣編號(hào)組號(hào)12345678910平均微波含水率（%）116.6216.7516.8816.7016.7816.7216.6016.7616.7016.5116.70218.2318.1918.1318.2818.1518.1818.2118.0117.9818.1818.1918.3218.1118.1118.3218.4118.28318.5518.5218.2418.4418.1818.7917.9618.1718.4818.5118.38419.5919.5319.3919.5819.2619.4819.6619.8619.5919.7019.563.3相關(guān)分析將以上W標(biāo)、W微數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)點(diǎn)繪到坐標(biāo)紙上（見圖二），可以看出，標(biāo)準(zhǔn)烘干法測(cè)定的含水率W標(biāo)與對(duì)應(yīng)的微波烘干法測(cè)定的含水率W微呈一元線性回歸關(guān)系。經(jīng)相關(guān)分析