2016年12月9日 星期五

USBR7240_執行快速構築控制方法(快控制法)

執行快速構築控制方法(快控制法)

PROCEDURE FOR PERFORMING RAPID METHOD OF CONSTRUCTION CONTROL

相關資料連結




USBR 7240-89

一、範圍:

1.1 本章在敘述快速測定現地凝聚性土壤之壓實度與最佳含水量變化的方法。
1.2 正確夯實度,和最佳含水量與填方(現地)含水量兩者間大約關係,能夠在未知實際工地含水量前測得。
1.3 本章方法通常執行於土壤有超過15%細料;它亦可使用於土壤有 5至15%細料情況下。

二、輔助試驗:

2.1 填方材料(看注意 1)現地濕單位重是依據USBR 7205、7206、7220、7221或 7230 任一規範而獲得。這填方含水量必須測定土樣小於No4篩部份的粒料,仍依據USBR 5300完成這部份工作,以得到此紀錄。 注意 1:此「填方」名詞認為是機械堆置;本章快控制法也能使用於自然堆積(看5.2小節)。此處為了簡單化,只使用於填方材料試驗。

三、應用文件:

3.1 USBR步驟:
USBR 3900 土壤物理性質的標準定義條款與標示。
USBR 5000 測定土壤統一分類(驗室方法)。
USBR 5005 測定土壤統一分類(數值法)。
USBR 5300 測定土壤和岩石之含水量藉由烘箱法。
USBR 5500 執行實驗室土壤夯實─5.5磅夯錘和18吋落距。
USBR 7205 測定現場土壤單位重量藉由砂錐法。
USBR 7206 測定現場土壤單位重量藉由橡皮模膨脹球(Rubber Ballon)法。
USBR 7220 測定現場土壤單位重量藉由砂取代試驗孔法。
USBR 7221 測定現場土壤單位重量藉由水取代試驗孔法。
USBR 7230 測定現場土壤單位重量藉由核子含水-密度計量器(Nuclear Moisture -Density Gauge)。
USBR 7250 相對密度測定。

3.2 ASTM標準:E11金屬編織篩之規格。

四、方法摘要:

4.1 由執行USBR 7205、7206、7220、7221或 7230任一規範之同時可獲得填方材料(看注意 1 )土樣。土樣依據 USBR 5500規範夯實。這第一個填方(現地)含水量和繼續每一不同含水量,至最後三樣品被夯實後;由三個夯實的點定義出一拋物曲線上,這曲線尖峰端可精確的測出。在填方含水量現地濕單位重與試驗室最大濕單位重之間比值可被測出;一個最佳含水量和填方含水量(ωo - ωf) 之差值將近似值被測出。然後,實際填方含水量藉由烘乾測定(通常在次天)這乾單位重和最佳含水量就可計算而得。

五、意義和使用:

5.1 這快速構築控制法是可即刻獲得夯實度評價及用在構築之凝聚性土壤的最佳含水量的變化;在試驗過程,不用知道填方含水量時就可得知。
5.1.1 這試驗結果可使用決定在填方材料是否符合指定夯實程度和含水量控制值。
5.1.2 這試驗結果通常在土壤樣本採取後,不用一小時即可獲得。
5.1.3 試驗獲得的結果,目的針對工程控制,而正確的乾單位重和填方夯實土壤含水量是較晚獲得。
5.2 本方法可用於原地或借土區材料之現地乾單位重和含水量與試驗室最大乾單位重和最佳含水量間的比較。
5.3 土壤夯實特性完全取決於土壤的級配和細料凝聚性質。
通常,這夯實試驗是最適用於土壤含有15%細料;這些土壤在工程控制上是用壓實度來評定壓實程度。對於土壤組成少於 5 %細料,則最小和最大指數單位重量試驗是用於評價壓實特性;對於這些土壤工程控制,相對密度是用來測定壓實程度。
土壤由 5 ~15%細料組成,則必須去做試驗室夯實試驗與試驗室最小和最大指數單位重試驗兩個試驗,以得一最適合的結果。是用夯實度或者用相對密度被作為工程控制,及何種土壤依據何種試驗規則,USBR 7250 或 7255(附錄X1)有更進一步的討論。

六、術語:

6.1 依據 USBR 3900定義,專門用詞詳細意義如下:
6.1.1 夯實曲線(Compaction Curve)一這曲線表示出於同一夯實能量下,土壤乾單位重和含水量間之關係 (ASTM定義) 。
6.1.2 填方(Fill ):人為、自然堆積的土壤或岩塊和廢棄材料;故意整理以具有排水功能,以預防土壤顆粒因水流而流失。
6.1.3 最大單位重(Maximum Unit Weight ,γmax)─定義為夯實曲線尖峰之乾單位重。
6.1.4 最佳含水量(Optmum Moisture Content,ωo,% )─在一夯實能量下,土壤在此含水量下夯錘,可獲得最大乾單位重(ASTM)。
6.1.5 壓實度(Percent Campaction,%) ─土壤乾單位重量對試驗室夯實試驗所得最大乾單位重量之比值百分率(ASTM)。
6.1.6 濕單位重(Wet Unit Weight ,γwet)─不論土壤的飽和度,單位土粒重加單位水重 。
6.2 未定義於 USBR 3900,專門用詞詳述如下:
6.2.1 加水量(Added Water,z )-為加在快控制法夯實土樣前的7.5磅的濕土樣水量以百分率表示。假如濕土樣含水量是減少,則「加水量」是負值,認定為「減水量」(即-2.0%)。
6.2.2 C值(C-Value)- (1)現地於填方含水量濕單位重與(2)試驗室夯實土樣(在快控制法,在填方含水量時)濕單位重之比值百分率。此C值是工地夯實裝備與試驗室標準夯實能量間之比較。
6.2.3 在填方含水量之夯實曲線(Compaction Curve at Fill Moisture Content)一這圖表呈現出,在填方含水量濕單位重(轉換濕單位重)和加水量百分率間之關係。
6.2.4 轉換濕單位重(Converted Wet Unit Weight ,γwetC)-這夯實土樣單位重量,依據對填方含水量之單位重量所加水量,轉換。
6.2.5 D值(D-Value)-(1)在現地填方含水量的濕單位重與(2)試驗室以快控制法測得在填方含水量之夯實曲線上得知最大濕單位重間之比值百分率;這D值是快控制法所得壓實度。
6.2.6 填方含水量(Fill Moisture Content,ωf)-現地土壤小於No.4 粒料之含水量。
6.2.7 填方單位重量(Fill Wet Unit Weight ,γwetf)─此濕單位重量是在填方單位重量試驗所得。
6.2.8 最大濕單位重量在填方含水量(Maximum Wet Unit Weigh at Fill Moisture Content, γmaxWf )─此濕單位重量定義在試驗室填方含水量下夯實曲線之頂端。

七.特例:

7.1 這含水量調整值(紅線核心區)被測定是基於土樣的平均單位重和最佳含水量較大值;對於土壤有重大性質差異,此含水量調整值是不可應用;假設在前述例子下,對這特殊土壤則新的含水量調整值必須測定(詳見 Engineering Monograph No.26 或聯繫 the Bureau`s Denver Office 已獲得更多資訊) 。
7.2 對於過於乾或濕(+6.0%,-4.0%)於最佳含水量之土樣,則ωo-ωf值是較不正確。

八.儀器:

8.1 一般儀器:
8.1.1 天平或秤─標示值必須可讀至0.01磅,可秤量大約50磅之天平或秤。
8.1.2 量筒─容量250mL,刻度為2.0mL。
8.1.3 量筒─容量100mL,刻度為1.0mL。
8.1.4 篩─U.S.A.標準篩和架子,符合ASTM E11設備。
8.2 僅於本試驗所用設備:
8.2.1 夯實設備─一個5.5磅夯錘及校準至18吋、重複25下;此內模體積1/20立方呎夯實模和底鈑。這設備應該完全與 USBR 5500所使用的相同(詳見 USBR 5500以得明確資訊)。
8.2.2 擠土器─用於移除夯實模內以夯實土樣之機械設備。
8.2.3 拌和機(Mixer)─電力、bench、三段調節速率、1/3馬力、60cycle;115V馬達。
8.2.4 電扇─電力或其他乾糙設備。
8.2.5 直尺─任何大於5吋之適宜長度的應金屬直尺,若其邊厚度大於1/8吋則必須削成斜面。
8.3 雜項設備─刷子、小刀、拌和盤、杓子等,用於混和或調配土樣;桶子含蓋或其他適當容器以用於儲放試驗土樣。

九. 藥劑及材料:

9.1 選用水是無酸、鹼或油和適用於飲用水皆可被使用於濕潤夯實前土樣。

十.注意事項:

10.1 安全上注意事項:
10.1.1 本規範可能涉及危險的材料、操作和設備。
10.1.2 當夯時機開啟時,勿將手接近夯實模頂部。
10.1.3 當夯實模不使用時,應確定開關切於「OFF」位置。
10.2 技術上注意事項─試驗土樣之準備及夯實,應盡可能快速完成,以使含水量遺失在最小情況。

十一. 樣本,試驗土樣及試驗單位:

11.1 土樣的準備─本規範所使用土樣是於現地單位重試驗獲得;土樣的準備程序論述於各適當章節內。


十二. 校準及標準化:

12.1 確認現行設備以依照可應用之校正規範校準;假如,現行尚未校準,在使用本規範之前應執行校準。

十三.環境(條件):

13.1 假使這試驗不是立即執行,儲放土樣於密封容器內,以避免含水量散失。

十四. 步驟及計算─獲得現地單位重量:

注意2:這試驗執行步驟是劃分五部份,如下:
◎獲得現地單位重。
◎進行夯實土樣和獲得夯實曲線。
◎自夯實曲線上測定最大點和 ωo - ωf
◎測定D和C值。
◎完成試驗和記錄。

注意3:由於計算是各步驟的主要部份,本章包括計算和執行步驟。
14.1 所有資料記錄在「快控制試驗法─現地單位重量」表格;如圖一示。
14.2 依據 USBR 7205、7206、7220、7221以測得現地單位重量。假如,試驗土壤含有礫石,則根據B法施作各項試驗。B法是關於獲得試驗土壤的控制粒料的單位重量。而快控制法試驗之控制粒料為小於 No4篩之材料。
14.2.1 假使使用 USBR 7230(核子法)做現地單位重量試驗,土樣獲得必須根據其相關規定 。
14.3 為試驗所需,小於 No.4 土料最少有 23磅,方夠三組夯實土樣試驗之用。這小於 No.4的土樣是由現地單位重量試驗挖掘而得(或自14.2.1 小節核子法)。
14.3.1 假使土壤內有較多量大於 No.4篩尺寸的土壤,應注意挖掘孔可獲得到小於 No.4篩土料量,須滿足14.3小節所述需要量。
14.3.2 假使試驗之土壤對O.M.C.似乎非常濕或乾(4%或更多);則將須增加夯實樣本數,每一樣本約需 7.5磅的土量。
14.3.3 假使現地單位重量試驗之挖掘孔無法獲得足夠土料,可從挖掘孔周圍加挖而得。此加挖土料必須能代表現地單位重量試驗孔內之土壤性質。
14.3.3.1 假使這現地單位重量試驗是代表一個全深度夯實層,則加挖土料僅能從此試驗夯實層上獲得。
14.3.3.2 假使現地單位重量試驗挖掘孔已被汙染或潮濕(例如用砂錐法或水取代法),則加挖材料必須注意取自無汙染且接近原挖掘孔之土料。
14.3.3.3 儘可能使快控制法有足夠土料使用,假如無足夠土料可用則使用下節所述再加工方式取得。
14.3.3.4 再加工土料(Reprocessed Soil):
14.3.3.4.1 再加工土料只用於當可用土壤用量被限制時不足。
14.3.3.4.2 假如再加工土料是必要時,則可將先前已夯實第一個夯實土樣 (即為填方含水量) ,重新篩過No.4篩後,與原可用土料充分混合均勻。
14.3.3.4.3 使用再加工土料,必須附註於快控制法表格的資料區內。
14.4 假設已依14.2小節所述各步驟完成現地單位重量試驗;土樣亦已經由現地單位重量之土壤,重新過No.4篩而獲得。
14.5 徹底混合這些通過 No.4 篩土料,且確定含水量十分均勻;這混合過程應快速以預防水份散失。
14.6 保存這些通過No4 篩土料在密封容器內,以防止含水量散失。

十五. 步驟和計算-夯實土樣與得到夯實曲線:

15.1 所有資料依照15、16、17和18章所述步驟和記錄在「快控制試驗記錄─現地單位重量」表格,如圖1示,本章有關資料是紀錄於「快控制法資料」區。

15.2 測定和紀錄,夯實模質量至0.01lbm ,記錄夯實模體積至0.0001立方呎。
15.3 準備在填方含水量的夯實土樣。這土樣認為是「第一個土樣」,這資料記錄在標示「第一土樣」 欄位上(這行加水量是 0.0) 。
15.3.1 將夯實模和延伸模牢固於底鈑上。
15.3.2 放置大約2.0至2.5磅土壤於模內,並鋪一均勻厚度。
注意4:用經驗,這可由大勺或其他設備的容量來調整。
15.3.3 以 5.5 磅重夯錘,落距 18吋,均勻錘擊於層面25下。
注意5:這夯實土樣以求得試驗室夯實曲線方法,在本節敘述是和USBR 5500相同。
15.3.4 重複15.3.2和15.3.3直到約等厚之三層夯實後;三層完成夯實面,應超出延伸模約 1/4吋但不大於 1/2吋,假如這最後層面過高或過少,則應拋棄及重新使用新料夯實。
15.3.5 自模上移除延伸模後;用直尺沿夯實模頂齊平修整土樣。
15.3.6 自底鈑移除夯實模。
15.3.7 測定和記錄,模重加夯實土樣之質量至0.01磅。
15.3.8 擠出及清除夯實模內土樣。
15.3.9 計算和記錄,夯實土樣的質量

m1=m2-m3
此處      m1=土樣質量,lbm
m2=土樣質量+模質量,lbm
m3=模質量,lbm

15.3.10 計算土樣濕密度::

ρwet = m1 /  V
此處     ρwet =夯實土樣濕密度,lbm / ft3
V =模體積,ft3

15.3.10.1 轉換濕密度成濕單位重γwet,即改 lbm / ft3 為 lbf / ft3 並記錄精度至0.1lbf / ft3。在此應用中,將 1磅質量在數值上視與1磅力相等。
15.3.11 這第一個土樣夯實濕單位重視為「第一個濕單位重」或γwetfirst,記錄這值於快控制法之控制資料區之圖中(26)行。
15.3.12 在第一樣本完成時,應該計算C值(看第17.2小節)。C值先行計算,在因為C值(成果)小於規範中D值規定,則工地單位重已不能滿足規範要求。在快控制法中D值一定是等於或小於C值。
15.3.13 自夯實土樣中心部份,切得一約15平方吋,6吋長,重約200gm之含水量樣本。
15.3.14 依照USBR 5300測定此土樣含水量。
15.4 用 2%加水量準備第二個夯實土樣,這個夯實土樣視為「第二土樣」,資料記錄在標示「第二土樣」 欄位上(這行加水量是 +2.0)。
15.4.1 自原採取土樣中取約 7.5磅土樣,放置於拌合盤中。
15.4.2 精確量測 68mL(1.15 lbm)水;此水量將增加土壤大約 2 %的含水量;故視為「 2 %加水量」。
15.4.3 用手工具攪拌或混和機械,徹底混合土壤同時灑水,確定水量均勻分佈於土料內;這混合步驟應快速以避免水份遺失。然後用塑膠袋或其他覆蓋物,覆蓋於拌合盤上,以預防含水量改變。
15.4.4 依據15.3.1至15.3.10節,夯實土樣和計算土樣濕土重量、濕密度和土樣濕單位重。
15.4.5 計算和記錄,土樣的轉換濕單位重(在填方含水量濕單位重)。

γwetC = γwet/ ( 1 + Z / 100 )
此處   γwetC  = 夯實土樣濕轉換單位重,lbm / ft3
γwet   = 夯實土樣濕單位重,lbm / ft3
Z   = 對夯實前7.5磅土樣之加水量,%
100   = 轉換百分率為小數

15.5 準備第三個夯實土樣,這資料欄位使用端視加水或減水二者決定。
15.5.1 在這第三個土樣被夯實之前,比較最先做二個夯實土樣之濕單位重。假使第二土樣轉換濕單位重大於或相等第一個土樣時,則遵循15.5.2小節。假使第二土樣轉換濕單位重小於或相等第一個土樣時,則遵循15.5.4小節。
15.5.1.1 假使第二土樣轉換濕單位重量是小於第一個土樣,和相差 3 lbf/ft3之內,則必須烘乾土樣(15.5.4小節)可不加考慮(看附錄X1)。這替代方法同 Y1 / Y2法論述一樣,且假如被運用,則執行附錄X1步驟後繼續17章步驟。
15.5.2 準備加水第三個樣本;這資料被記錄於鄰近「+2.0」行之右側(看圖1)。
15.5.2.1 自原採得土樣,取 7.5磅放入拌合盤內。
15.5.2.2 量測136mL(0.30 lbm)的水;此水量將增加土壤大約 4 %的含水量;故視為「 4 %加水量」(+4.0)。
15.5.2.3 徹底拌合土樣和同時灑水於土壤上;這混合過程儘快,以避免防止水份遺失。
15.5.2.4 依據15.3.1至15.3.10節,夯實土樣和計算土樣濕土重量、濕密度和土樣濕單位重。
15.5.2.5 依據 15.4.5小節,計算和記錄轉換濕單位重。
15.5.2.6 假使,這第三個土樣之轉換濕單位重量是小於或等於第二個土樣,繼續第16章。假使,這第三個土樣之轉換濕單位重量是大於或等於第二個土樣,則必須依據15.5.3小節增加夯實土樣。
15.5.3 準備另一加水土樣;這資料被記錄於在可用行且於加水量欄位內標示值(即 - 6.0, - 8.0等)。
15.5.3.1 重複15.5.2.1至15.5.2.6小節步驟,但是這「加水量」大於其先前夯實土樣的加水量2%(即 - 6.0%, - 8.0%等)
15.5.3.1.1 在夯實材料加 - 6.0%或更多水之前,這材料應重新過No.4篩。打碎 所有團塊再次過篩,以促使土樣水份均勻分佈。
15.5.3.2 重複15.5.3.1小節,直到現行土樣之轉換濕單位重是小於或等於前一土樣之轉換濕單位重,方繼續第16節。
15.5.4 準備減水第三個樣本;這資料被記錄於「第一土樣」行之左側(看圖2)。

15.5.4.1 自原採得土樣,取 7.5磅放入拌合盤內。
15.5.4.2 風乾土壤直到在無土樣遺失下減輕 0.5 lbm,這減少量大約土壤含水量 2 %,故視為「-2 %加水量」(-2.0)。
注意6:土樣可用電扇或其他設備迅速吹撫乾空氣於平鈑土壤上,並同時慢慢混合土壤。在潮濕地氣候,其他快速乾糙土壤方法亦可被應用。
15.5.4.3 依據15.3.1至15.3.10節,夯實土樣和計算土樣濕土重量、濕密度和土樣濕單位重。
15.5.4.4 依據 15.4.5小節,計算和記錄轉換濕單位重。即然土樣被風乾,計算轉變含水量,「加水量」,Z使用一負值(即 Z= -2.0%)。
15.5.4.5 假使,這第三個土樣之轉換濕單位重量是小於或等於第一個土樣,繼續第16章。假使,這第三個土樣之轉換濕單位重量是大於或等於第一個土樣,則必須依據15.5.5小節增加夯實土樣。
15.5.5 另準備一減水土樣;這資料被記錄於在可用行且於加水量欄位內標示值(即 - 6.0、- 8.0等)。
15.5.5.1 重複15.5.4.1至15.5.4.4小節步驟,但是這「減水量」是大於其先前夯實土樣的水量 2 %(即 - 4.0%)。
15.5.5.1.1 在夯實材料減少 - 4.0%或更多水之前,這材料應徹底混合及重新過No.4 篩。必須打碎所有團塊再次過篩,以促使土樣水份均勻分佈。
15.5.5.2 重複15.5.5.1小節,直到現行土樣之轉換濕單位重是小於或等於前一土樣之轉換濕單位重,方繼續第16節。

十六. 步驟和計算-自夯實曲線測定最大點和 ωof

16.1 16章資料,紀錄在抬頭"Y2/Y4圖"之表格區內。
16.2 可利用數學法或作圖法任一方法,獲得在填方含水量夯實曲線之最大點位;數學法能依循本章節所述步驟或使用有程序功能(袖珍型)計算器,有關袖珍型程序計算器所用之程序,記載於 Technical Note No.36[2] ;參照 the Bureau`s Denver Office 可得更多訊息。
假使,土樣夯實時用不等增量「加水量」(即 -1, 0 和+2%或 0,+2.3,和4.2%),必須使用一袖珍型程序計算機或作圖法。這作圖法敘述在Engineering Monograph No.26[1] ,計算法較喜歡用於決定填方含水量之夯實曲線上ωof 和最大點。
16.3 這步驟在談論以Y2/Y4法自在填方含水量夯實曲線測定最大點。
16.3.1 本法只用於夯實土樣用2%等間隔加水量情況,若夯實土樣用不等增量,則論於16.2小節
16.4 為了簡單討論,所有夯實土樣被稱為「轉換的」(轉換自填方含水量之單位重),即使,第一土樣在填方含水量狀態下夯實和所以不稱「轉換」標示;這三個夯實樣本數值為A、B、C;最前的為最小加水量之土樣。為了簡單明瞭,這夯實樣本值點繪製於圖3了。假使有多於三個夯實樣本時:

選擇轉換濕單位重量之土樣,最大者標示為B點。
選擇比B點加水量小於 2%之土樣為A點。
選擇比B點加水量大於 2%之土樣為C點。
紀錄標示於快控制資料區之「點編號」上。
在「Y2/Y4圖」表格,紀錄這三土樣之轉變單位重量於對應之「點A、點B、點C」之表格內。
注意7:在圖一的計算例,第三個土樣被加水(即+4.0%)。在圖二計算例,第三個土樣被晾乾(即 - 2.0%)。說明於圖三是一適當的例子,在這填方含水量的夯實曲線,「加水量」座標量可依不同使用「加水量」去獲得夯實曲線。
16.5 計算和紀錄 Y2
Y2 = B - A
此處 :
B = B點之轉換濕單位重,lbf / ft3
A = A點之轉換濕單位重,lbf / ft3

16.6 計算和紀錄Y4

Y4 = C - A
此處    C=C點之轉換濕單位重,lbf / ft3

16.6.1 此Y4可以為負數。
16.7 測定和紀錄 xm和 ym值:
16.7.1 使用圖4表格;Y2在縱座標與Y4在橫座標之表格。Y2依表格橫列值定位,Y4依表格縱列值定位,由這橫列和縱列關係可定義xm和 ym;xm是上面數值,ym是上面數值,紀錄 xm和 ym值於Y2/Y4圖表格上(圖一)。
注意8-這水平間距 xm 值,垂直間距 ym 值,自曲線尖峰A點取得(看圖三)
16.8 計算在填方含水量之最大濕單位重。

γmaxωf = γmaxC(A) + ym
此處:
γmaxωf = 在填方含水量之最大濕單位重,lbf / ft3
γmaxC(A)= A點的轉換濕單位重,lbf / ft3
ym = A點的轉換濕單位重與夯實曲線尖峰點之差值

紀錄此值於「Y2/Y4圖」內,在圖一第(27)行。
16.9 計算 zm 值:

zm = A點的「加水量」 + xm
此處:
zm =   0「加水量」與夯實曲線尖峰點「加水量」之間差值
xm =  A點與夯實曲線尖峰點之「加水量」差值

紀錄這值在表格中「Y2/Y4圖」區內(圖一)。
16.10 測定 RLC(修正紅線)使用圖 5。
注意9-此處RLS,因翻印是黑色線,這線在原始列印表格是紅色;當水加入土樣之前,這「加水量」的百分比是相似濕土壤的質量,而不是乾土壤重。(在此時實際含水量並不知道)。所以,2%加水量只是一個大約值且必便用zm來調整獲得ωof值含水量調整值(紅線修正)計算和改正是自測定自圖五繪製之紅線。
16.10.1 繪製穿過在縱座標軸γmaxωf 值之水平線和繪製穿過在橫座標軸zm 值之垂直線,這兩條線相交點於RLC;選擇相交點最接近紅線,此值相當於RLC;記錄此RLC值至0.1%於「Y2/Y4圖」區內(圖一) 。
16.11 計算ωo - ωf
ωo - ωf  = zm +RLC
此處:
ωo - ωf  =  概算最佳含水量與填方含水量之間差值
RLC  =  修正紅線
記錄此值至0.1%於表格,「Y2/Y4圖」區的(29)行內(圖一)。

十七. 步驟和計算法-測定D和C值

17.1 計算和記錄D值,以百分率表示:

D值 = 100 × ( γwetf / γmaxωf  )
此處:
γwetf = 在填方含水量之最大濕單位重,lbf / ft3
γmaxωf = 在填方之最大濕單位重,lbf / ft3
100     = 轉換小數為百分率

17.2 計算和記錄C值,以百分率表示:

C值  =  100 × ( γwetf / γwetfirst )
此處:
γwetfirst=  第一夯實土樣之最大濕單位重,lbf / ft3
γwetf    =  在填方之濕單位重,lbf / ft3
100      =  轉換小數為百分率

十八. 步驟和計算-完整的試驗記錄:

18.1 接下面計算是在含水量試驗(自15.3.14小節)完成之後。
18.2 計算和紀錄,填方單位重:

γdf = γwetf   / (  1 + ωf  /100 )
此處:
γdf = 填方乾單位重(小於No.4),lbf / ft3
ωf = 填方含水量,%
100 = 轉換小數為百分率

18.3 計算和紀錄,最大單位重量 :

γmax = γmaxωf   / (  1 + ωf  /100 )
此處:
γmax = 最大單位重,lbf / ft3

18.4 計算和紀錄,第一土樣之乾單位重:

γdfirst = γwetfirst   / (  1 + ωf  /100 )
此處:
γdfirst = 第一土樣之乾單位重,lbf / ft3

18.5 計算和紀錄,最佳含水量:

ωo =  ωf   /  zm (  1 + ωf  /100 )
此處:
ωo = 最佳含水量,%。

十九.報告書:

19.1 這報告書是由一已完成計算與校核的「快控制法試驗紀錄表-現地單位重」表格(圖一)。
19.2 所有計算,已填列出校核標示。
注意10-D和C值是依據在測定填方含水量後的乾單位重計算;可以與依據當天試驗之濕單位重計算D和C值相差在±0.1 lbf/ft3,這差值是因為數值方法捨位關係。即使,計算引起報告值可能有輕微地差異,在當天試驗報告的D和C值依然可作為接受與拒絕的準則。

二十.參考文獻:
[1] Hilf,Jack W,A Rapid Method of Construction Control for Embankments of Cohesive Soil, Engineering Monograph No.26, Bureau of Reclamation, Denver, Colorado, 5th print, August 1981.
[2] Pocket Calculator Programs to Assist with Rapid Compaction Control Test Calculations, Technical Note No.36, Bureau of Reclamation, Denver, Colorado, August 31,1983.






附錄X1: 以 Y1/Y2 法測定夯實曲線的尖峰點

Y1/Y2 METHOD TO DETERMINE PEAK POINT OF COMPACTION CURVE

APPENDIX X1
X1.1 範圍:
X1.1.1 本附錄是敘述用一替代方法以準備第三個夯實土樣和測定在填方含水量之夯實曲線上的最高點。
X1.1.2 本步驟忽視,當填方含水量接近最佳含水量乾燥土壤之要求。
X1.1.3 本步驟只能使用於第二夯實土樣之轉換濕單位重低於第一夯實土樣之濕單位重且差值在 3 lbf./ft3以內。
注意 X1.1.─這方法假定此兩濕單位重繪製位置接近在拋物線的頂點。
X1.2 步驟和計算-獲得夯實曲線:
X1.2.1 準備加 1%水的第三土樣。這資料記錄於鄰接「+2.0」行的右邊。這 +1%應該填入「加水量」這行內。
X1.2.1.1 取自原土樣中 7.5 lbm ,放入混合盤內。
X1.2.1.2 量測 34mL(0.008 lbm)水;這水量將大約增加土壤含水量 1%。這認為是「1%加水量」(+1.0)。
X1.2.1.3 用手工具或混合機徹底混合土壤;同時灑水於土內。這拌合過程應儘可能快速,以避免水份遺失。
X1.2.1.4 依據15.3.1至15.3.10小節,夯實土樣和計算濕土質量、土樣濕密度和濕單位重。
X1.2.1.5 依據15.4.5小節,計算和紀錄轉換濕單位重。
X1.3 步驟和計算-測定最大單位重量自夯實曲線和 ωof
X1.3.1 這步驟被歸認為Y1/Y2法,自填方含水量夯實曲線測定最大單位重。X1.3節資料是抬頭「Y1/Y2圖」表區內。填方含水量夯實曲線的最大點測定可使用數學或繪圖任一方法,同16.2小節的討論。
X1.3.2 為了討論簡單化,所有夯實土樣被稱為「轉換」(轉換自填方含水量之單位重),即使,第一土樣在填方含水量狀態下夯實和為此不稱「轉變」;這三個夯實樣本按夯實順序標示為1,2,3;。記錄這標示於「快控制法資料」區內(看圖X1.1)。為了易於確認,夯實土樣的值能繪製在圖X1.2中;在「Y1/Y2圖」區,記錄這三個夯實土樣之轉換單位重的值於相對的「pt1,pt.2,pt3」表格內。
X1.3.3 計算和記錄這Y1
Y1 = (1) - (3)

此處:
(1) = 在點1 的轉換濕單位重,lbf / ft3
(3) = 在點1 的轉換濕單位重,lbf / ft3

X1.3.4 計算和記錄這Y2

Y2 = (1) - (2)

此處:
(3) = 在點3 的轉換濕單位重,lbf / ft3

X1.3.5 測定和記錄,zm 和 ym 值。
X1.3.5.1 使用在圖X1.3表格上,定位Y2在垂直座標上和Y1在水平座標上。Y2依表格橫列值定位,Y1依表格縱列值定位;由這橫列和縱列關係可定義 zm和 ym;zm是上面數值,ym是下面數值,紀錄 zm和 ym值於表格「Y1/Y2圖」區上(圖X1.1.)。
注意 X1.2.: zm和 ym是自夯實曲線點1 至尖峰點之水平距離和垂直距離值(看圖X1.2)。
X1.3.6 計算 Y1/Y2 比值,假如 Y1/Y2 是大於 0.38 或 zm是小於-1.0,本附錄敘述方法不能使用;反而,任一個土樣必須風乾填方含水量2%,遵循15.5.4.小節所敘述的步驟。假如 Y1/Y2 是小於 0.38 或 zm是大於或等於-1.0,繼續下列步驟。
X1.3.7 計算在填方含水量之最大濕單位重。

γmaxωf  =γmaxC(1) + ym

此處:
γmaxωf  =  在填方含水量之最大濕單位重,lbf / ft3
γmaxC(1) = 1 點的轉換濕單位重,lbf / ft3
ym = 1 點的轉換濕單位重與夯實曲線尖峰點之差值

紀錄此值於「Y1/Y2圖」內,在圖X1.1.的第(27)行。
X1.3.8 測定 RLC(修正紅線)使用圖 X1.4。
X1.3.8.1 繪製穿過在縱座標軸γmaxωf 值之水平線和繪製穿過在橫座標軸 zm 值之垂直線,這兩條線相交點於RLC。選擇相交點最接近紅線;此值相當於RLC;記錄此RLC值至0.1%於「Y1/Y2圖」區內(圖一) 。
注意 X1.3-此處RLS,因翻印是黑色線,這線在原始列印表格是紅色。
X1.3.9 計算 ωo - ωf

ωo  - ωf  = zm +RLC

此處:
ωo - ωf   =  概算最佳含水量與填方含水量之間差值
RLC  =  修正紅線,%

記錄此值於表格「Y1/Y2圖」區的(29)行內(圖一)。
 X1.4 繼續第17節。





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