三点击实试验法在水库工程中的运用

赵多明

（新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局 新疆 乌鲁木齐 830000）

1 前言

三点击实试验法又称快速压实控制法，此法在国外土坝、机场等土方填筑工程中运用广泛。该方法进行现场检验时，不需测定土方含水量，仅在测定现场湿容重后，用现场容重试验的土样做三种不同含水量的击实试验，测定三个击实湿容重，就可以确定填土的压实度、最优含水量与现场填土含水量的差值。采用此法不仅操作简便，更重要的是能节约试验时间，不影响施工进度。

2 原理

2.1 压实度

由压实度定义可以得出：

其中：ρdf为填土干密度；ρdfmax 为室内标准击实试验最大干密度；ρf为现场湿密度；ωf为填土含水量。

三点击实试验法通过现场取样击实，实测出现场湿密度，再引入参数Z(加水量与加水前湿土重的比值)用图解法或数解法求得变换后的标准击实最大湿密度ρdfmax(1+ωf)。则压实度 D=ρf/ρdfmax(1+ωf)可直接得出，并不需要现场测定填土含水量和标准击实最大干密度。

2.2 填土含水量与最优含水量的差值

填土含水量与最优含水量的差值：

其中：ωop为最优含水量；ωf为填土含水量；Δ为含水量偏差修正值；Zm为含水量偏差。

Δ和Zm均可在三点击实控制图中查得或直接用数解法求得，由此可得出最优含水量与填土含水量的差值这一质量控制指标。

3 工程实例

3.1 工程概况

“500”水库是新疆引额济乌一期一步工程尾部调节水库，位于阜康市西北天山北缘远端冲洪积扇细土平原区，是经三面筑坝而成的典型平原水库。设计坝型为均质土坝，水库水域面积 20.2km2，库容 1.72×108m3，属大⑵型水库。“500”水库筑坝土料为天山北缘山前冲洪积扇下部平原区的低塑限粉质壤土。料场土性基本上均匀，室内标准击实最大干密度1.76 g/cm3～1.81g/cm3，设计采用压实度指标 0.98，相应干密度为 1.72 g/cm3～1.77g/cm3。施工采用的压实功能较大的16t凸块振动碾，对含水量敏感的粉质壤土盲目增加压功能，不仅不能提高干密度，反而很容易出现过压现象，造成剪切破坏，这样给填筑质量控制带来困难。经反复比较，采用三点击实试验进行压实度控制是比较合理的方法。

3.2 试验方法

为检测填土的压实度，在填筑现场，用环刀检测湿密度的同时取环刀周围的填土9kg，分作三份，每份 3kg。

第一份土样保持原含水量作标准击实，此时Z=0，其变换湿密度等于击实密度，将其值[ρd（1+ωf），Z]作在控制图上点①。

当填土含水量接近最优含水量时，第二份土样用喷雾器均匀在往土样中加水60g（Z=+2%）搅拌均匀后作标准击实，将击实湿密度除以（1+Z），即1.02，得变换湿密度，将其值作在控制图上②。第三份土样用吹风机或晾晒连搅拌，使其均匀干燥，减水50g（Z=－2%）后，拌匀试样，作标准击实。将击实湿密度除以（1+Z），即0.98，得变换湿密度，将其值作在控制图上③。三个点的作图参见图1。

若填土含水量比最优含水量大2%左右，第二份减水60g，第三份减水120g。总之，确定加水或减水，应在尽可能准确判断填土含水量的基础上，使三个点都在最大纵坐标附近。否则应该补点，选最优的3个点求抛物线顶点。

3.3 试验步骤

在二区取土样一组做三点击实，成果如表1。

现场碾压取样湿密度 ρf=2.07g/cm3。直接采用图解法读数，通过简单计算得压实度D，具体试验步骤如下所述：

（1）测定填土密度ρf其值标在横坐标为0的相应纵坐标2.07点上，见图2。

（2）取＜5mm保持原有填土含水率的土样。用标准击实功607.5kJ/m3(分三层填土击实，每层击25下)得 ρ1=2.11，并将该值标在三点击实控制图横坐标为0的相应纵坐标点（1）上。

表1 三点击实试验记录表

（5）将点（1）、（2）、（3）连成光滑的曲线，确定其最大纵坐标点（0）。即为变换成最大湿密度。

（6）求压实度

（7）运用控制图解法一样，抛物线顶点ρdmax（1+ωf）=2.12，压实度D＝2.07/2.12=0.98，对应的横坐标为Zm，同时用内插值得到△，ωop－ω①=△+Zm=－0.4%－0.5%=－0.9%。误差相对小，在工程中满足施工要求的。

4 结语

三点击实试验法是填土按压实度和含水量差值设计，现场进行快速质检试验的一种科学实用的方法。对于土性复杂、压实性能变化较大的细粒土，应用三点击实试验法进行质量控制，真实可靠，能客观反映土料的压实程度，而且试验精度和速度均能满足施工要求，并在应用的基础上不断探索，对其加以改进和革新，更能为施工带来极大的方便，故而可大力推广应用。陕西水利