大型击实与超大型击实对掺砾土料压实度的影响比较分析

摘要：在两河口水电站大坝填筑工程的背景下，通过对比分析掺有砾石土料的压实特性，进行大型打实和超大型打实两个方面的分析。通过实验设计和资料收集，对不同击实条件下的土体压实度进行了分析，并就大块击实对掺有碎石的土体压实度有何影响进行了探讨。分析成果能提供基础数据，为填方建筑质量控制提供技术保障，促进经济效益的提高。此项分析在技术改进、填筑工程实践等方面具有指导意义。

关键词：大型击实超大型击实掺砾土料压实特性

ComparativeAnalysisoftheInfluenceofLargeCompactionandSuperLargeCompactionontheCompactnessofGravelSoil

WUKan

ChinaWaterandHydropower12thEngineeringBureauCo.，Ltd，Hangzhou，ZhejiangProvince，311600China

Abstract：InthecontextofthefillingprojectoftheLianghekouhydropowerstationdam，bycomparingandanalyzingthecompactioncharacteristicsofsoilmixedwithgravel，twoaspectsoflarge-scalecompactionandsuperlarge-scalecompactionareanalyzed.Throughexperimentaldesignanddatacollection，thecompactiondegreeofsoilunderdifferentcompactionconditionswasanalyzed，andtheimpactoflargeblockcompactiononthecompactiondegreeofsoilmixedwithcrushedstoneswasexplored.Theanalysisresultscanprovidebasicdata，providetechnicalsupportforqualitycontroloffillconstruction，andpromotetheimprovementofeconomicbenefits.Thisanalysishasguidingsignificanceintechnicalimprovement，fillingengineeringpractice，andotheraspects.

KeyWords：Largecompaction;Superlargecompaction;Gravelsoilmaterial;Compactioncharacteristic

在填筑工程中，土料的压实度直接影响着工程的质量和安全，针对两河口水电站大坝填筑工程中存在的问题，本研究通过对大型击实和超大型击实条件下掺砾土料的压实特性进行比较分析。目的在于解决现场施工中使用300mm击实试验所得的预控线无法真实地反映压实情况的问题，提高施工质量。通过实验结果的分析，将探讨不同击实条件下土料的压实度变化情况，并对其影响因素进行解释和探讨。本研究将为填筑工程的质量控制提供科学依据和技术支持，促进工程施工的可持续发展。

1研究背景与动机

填平工程直接关系到工程的安全可靠，是水利水电工程不可或缺的重要组成部分。在填方工程中，直接影响工程承载力和防渗性能的是土料的压实度，这是一个至关重要的参数。但在实际施工中，土料的压实情况往往存在较大的不确定性，原因是土源不均匀，天然含水量的差异，工程环境复杂等。特别是土源分散、土质特性各异的两河口水电站大坝填筑工程，更需要对土质压实特性进行深入研究，确保施工质量和工程安全。

本研究的背景基于两河口水电站大坝填筑工程的实际情况，该工程采用砾石土心墙坝结构，土料来源于多个场地，包括亚中、苹果园、普巴绒、瓜里、西地5个土料场，各个场地的土料特性存在较大的差异。在填筑过程中，采用的300mm击实试验得到的预控线与全料击实试验的预控线存在一定的偏差，影响了施工质量的控制[1]。本研究旨在通过对不同击实条件下土料的压实特性进行研究，解决现场施工中存在的质量控制问题，为填筑工程提供可靠的技术支持和科学依据。本研究具有一定的科学意义和工程实用价值。

本文重点解决的问题就是通过对原级配超大型击实、替代法全料大型击实和细料小型击实的试验研究，分析在不同击实功下掺砾土料的击实特性得出掺砾土全料和细料的最大干密度、最优含水率以及压实度的变化情况，建立现场采用300m击实所得预控线替代全料所得预控线的合理性，为后期大坝心墙填筑检测质量控制提供基础数据，研究推广后，能加快试验检测的速度，为大坝填筑赢得充足的时间，并且提高经济效益。通过对砾石土心墙坝填筑工程中土料的压实特性进行深入研究，本研究旨在为填筑工程的质量控制提供科学依据和技术支持，促进填筑工程的施工质量和安全性提升，为我国水利水电工程的可持续发展作出贡献。

2材料与方法

2.1土料来源与特性

本研究选取的土料样本来源于两河口水电站大坝填筑工程中的五个不同土料场，分别为亚中、苹果园、普巴绒、瓜里和西地。这些土料场地的土料特性存在着一定的差异，主要体现在颗粒级配、天然含水量、力学性能和击实性能等方面。不同土料场的土料特性数据如表1所示。

在试验设计阶段，选取了具有代表性的土样，根据土场实际情况和工程要求进行初步筛选，确定其初始状态，进行干湿自重测定。实验过程中，选用合适的土质样本，并利用先进的实验设备和方法，对土质的压实特性进行了详细的测试和分析，严格按照工程的实际需要和实验设计要求进行试验。通过深入研究土质材料的来源和特性，提供可靠的基础数据和科学依据，进行后续实验设计和结果分析。

2.2实验设计与试验方法

本研究对掺有砾石的土料的压实特性进行比较分析，采用了大型和超大型两种不同的试验条件。实验设计阶段，初步筛选并测定干湿重量，以确定其初始状态，选取符合工程实际需要的土质样品。选择合适的土样，按实验要求进行压实试验，在能量和击实次数上严格把关，保证了实验的可比性和准确性[2]。具体地说，就是在大规模的击实测试中，按照以下公式，选择了符合工程标准要求，并进行了土体压实测试的击实设备。

（1）

式（1）中，表示击实能量，表示击实器的质量，表示击实器的速度。而在超大型实弹射击测试中，为了模拟实际填方工程中的超大型实弹射击，使用了能量更高的实弹射击装备，增加了实弹射击的次数。在试验过程中，为获取准确的实验数据，全程跟踪、记录土料的压实过程，采用现场实时监测、数据记录的方式。利用统计学方法分析实验数据，将不同击实条件下土料的压实效果、压实度的差异，通过方差分析等方法进行比较。通过上述实验设计和方法的选择，为填方工程的施工质量控制提供可靠的技术支持和指导，全面准确地评估不同击实条件对土体压实性能的影响。

2.3数据采集与分析

在检测过程中，采取现场实时监控、数据备案的方式，全程跟踪、记录土方压实过程。通过实验设备的传感器和数据采集系统，实时获取关键参数的干密度、含水率等关键数据，在不同的击实条件下，对土料进行实时采集。还利用先进的实验设备，对粒级配比、力学性能等指标的测定在内的土质样本进行了细致的物性检测[3]。不同击实条件下土料的干密度和含水率数据如表2所示。

研究表明，在超大型条件下，土体压实度与大型条件下相比有明显提高，其差异在统计学上具有重要意义。通过上述资料的收集和分析，使对填筑工程的施工质量控制有了科学的依据和技术支撑，从而能够深入了解不同的打实条件对土体压实性能的影响。

3大型击实试验结果分析

3.1超大型击实条件下的掺砾土料压实特性

在超大规模的击实条件下进行压实试验，结果表明，在超大规模的击实作用下，掺入砾石的土料呈现出一系列显著的压实特性。土质干密度随打实次数的增加而逐步提高，说明超大规模的打实对密实化土质有有效的促进作用。在一定范围内，随着击打次数的增加，土质含水率呈递减趋势，这表明超大规模的击打可以使土质中的空隙空间得到有效降低，使土质含水率降低。还观察到，土料的颗粒排列更加紧密，颗粒之间的相互作用增强，土料抗压能力和承载能力明显增强，土料的抗压能力在超大型的打实条件下，适合于填筑工程实际应用的碎石土料，显示出极高的压实效果和极佳的力学性能[4]。超大型击实条件下的掺砾土料压实特性如图1所示。

3.2大型击实对掺砾土料压实度的影响比较

相比之下，大型击实条件下的压实试验结果呈现出一些与超大型击实不同的特点。在大型击实条件下，土料的干密度增加速度相对较慢，虽然随着击实次数的增加也能够提高土料的密实度，但其效果不及超大型击实明显。大型击实对土料含水率的影响相对较小，土料的含水率在大型击实过程中变化不明显。与超大型击实相比，大型击实条件下土料的颗粒排列相对松散，土料的抗压能力和承载能力略有下降[5]。这些差异可能是由于击实能量和频率的不同所导致的，表明了不同击实条件对土料压实性能的影响差异。

大型击实和超大型击实条件下的掺砾土料表现出了不同的压实特性，超大型击实条件下的土料具有较高的干密度、较低的含水率和优良的力学性能，适用于填筑工程中对土料压实度要求较高的场合；而大型击实条件下的土料压实度相对较低，但仍然具有一定的实用价值，可根据具体工程要求进行选择和应用。这些结果对填筑工程的施工质量控制和工程设计具有一定的指导意义和实用价值。

4讨论与解释

4.1结果解释与现场应用

通过对大型击实和超大型击实条件下的压实试验结果进行解释，可以得出以下结论：（1）超大型击实条件下的土料表现出了较高的干密度和较低的含水率，具有优良的压实特性和力学性能，适合用于填筑工程中对土料压实度要求较高的场合；（2）而大型击实条件下的土料虽然压实效果相对较差，但仍然具有一定的实用价值，可根据具体工程要求进行选择和应用。这些结果对填筑工程的现场施工具有重要的指导意义，可以帮助工程施工人员选择合适的击实条件和土料来源，提高施工质量和效率。

在实际运用中，为达到最好的填筑效果，根据工程的具体情况和要求，选择适当的击实条件和土料来源是非常重要的。例如：在要求土料的密实度和力学性能更高时，超大型击实条件下的土料是优先的选择[6]；而对于一般的填筑项目，大型击实条件下的土料也可满足基本的施工要求，可结合实际情况对击实条件和土料来源进行综合选择与运用。

本研究成果还可作为填筑项目工程设计的参考依据，通过对土料压实性能的深入研究分析，对土料的力学性能以及工程适用性有更准确的考核，从而对工程设计提供科学基础与技术保障，结合上述成果对土料的选用与运用进行合理规划，可保证项目施工质量与安全，结合本调研成果，对填筑项目选择土料及运用进行合理规划，保证项目顺利推进。

4.2技术优势与局限性分析

本研究揭示了不同的击实条件对土体压实性能的影响差异，通过深入研究和分析大型和超大型的击实条件下土体的压实特性。在对土体压实度有较高要求的填筑工程中，超大型打实条件下的土体表现出较高的压实效果和优良的力学性能，技术优势明显。虽然大型打实条件下的土料压实效果比较差，但仍有一定的实用价值，可根据项目的实际情况选用应用。

然而，这个研究也是有局限性的，这项研究的实验样本来自可能受地质条件和土质来源限制、不具有普适性的特定填土工程现场。本研究在没有对其他击实条件进行比较分析的情况下，只考虑了土料在大、超大两种击实条件下的压实特性，存在研究范围的局限性[7]。本研究对土料的抗剪强度、防渗性能等其他性能指标研究不够深入，对土料的综合性能分析不够充分。

今后的研究可以扩大研究样本的范围，把更多的击实条件和土料来源考虑进去，进一步提高研究结果的普适性和可靠性。可以进一步对土料的综合性能进行研究，把其他性能指标也结合进去，从而提供更为全面的技术支持和指导，把填筑工程的施工质量控制和工程设计工作做得更到位。

5结语

本研究对掺砾土料在大击实条件和超大击实条件下的压实特性进行比较分析，揭示了不同击实条件下土料压实性能的差异。研究表明，在超大型击实条件下的土料具有较好的压实效果和优良的力学性能，对填筑工程中对土料压实度要求较高的场合比较适用；虽然大型击实条件下的土料压实性相对较差，但仍有一定的实际应用价值。此项研究成果对填筑工程的施工质量控制和工程设计起到了重要的参考依据及技术支持的作用，并有一定的实际运用价值。

参考文献

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[3]赵娜，左永振，陆世权，等.软岩堆石料的击实特性与尺寸效应研究[J/OL].长江科学院院报：1-6[2024-05-15].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/42.1171.tv.20230927.0940.002.html.

[4]丁飞，张延亿，杨剑，等.土石坝掺砾心墙料的击实特性研究[J].水力发电学报，2022，41（8）：113-120.

[5]李振江，姜梦圆.浅析土石坝水库填筑黏土料压实度超百现象[J].水利建设与管理，2024，44（1）：23-26，22.

[6]王向忠，吴浪，杨玉仙，等.坝体防渗墙填筑土料压实度试验[C]//《施工技术》杂志社，亚太建设科技信息研究院有限公司.2023年全国土木工程施工技术交流会论文集（下册）.云南润诺建筑工程检测有限公司，2023：3.

[7]郭旺，杨贤，朱燕文，等.基于连续压实控制技术的土质路基压实质量评估研究[J].湖南交通科技，2023，49（3）：81-85，92.