公路路基山皮土擊實試驗數(shù)據(jù)分析

邢 偉

（河北廣通路橋集團(tuán)有限公司，河北 邯鄲 056001）

引言

山皮土可理解為山體表面的土質(zhì)，一般為巖石風(fēng)化形成，具有密度較小、含砂石、重度較小等主要特點，可以在公路工程中用于鋪筑路基、處理軟土地基等。山皮土因其成因不同（來自不同巖石和不同風(fēng)化程度），顆粒組成具有不確定性和不均勻性高的特點，所以確定山皮土的重要施工控制參數(shù)-最大干密度和最佳含水率顯得尤為重要。

1 基于常規(guī)軟件的山皮土擊實試驗數(shù)據(jù)分析

使用華巖軟件分析的最佳含水率、最大干密度見表1。校正后最佳含水率與粒徑＞40 mm顆粒的百分?jǐn)?shù)總體成反比關(guān)系；最大干密度與粒徑＞40 mm顆粒的百分?jǐn)?shù)總體成正比關(guān)系。

表1 山皮土擊實試驗數(shù)據(jù)

2 基于Excel的山皮土擊實試驗數(shù)據(jù)分析

2.1 利用Excel添加趨勢線的主要步驟

以Excel 2007為例，具體步驟：（1）輸入原始數(shù)據(jù)。輸入各土樣“筒+土質(zhì)量”“盒+濕土質(zhì)量”“盒+干土質(zhì)量”等；（2）利用Excel計算數(shù)據(jù)。主要是計算各點土樣含水率和對應(yīng)的干密度；（3）選擇數(shù)據(jù)。選擇含水率、干密度序列；（4）繪制散點圖；（5）右鍵單擊5個（或6個）數(shù)據(jù)點中的任一點，在彈出式菜單中選擇添加趨勢線；（6）選擇4次多項式最為合適；（7）經(jīng)過格式調(diào)整得到擊實曲線圖。擊實曲線見圖1。

圖1中各土樣的曲線形狀多變，說明此類土受到的干擾因素很多，其中1、2、3、6、7、8土樣呈現(xiàn)為單峰曲線；土樣5表現(xiàn)為較強(qiáng)的“波谷+波峰”形狀曲線；土樣4采用3、4次多項式（3次多項式對應(yīng)土樣4的點劃線、4次多項式對應(yīng)土樣4的虛線）均不能很好地擬合曲線，使用5次多項式（對應(yīng)土樣4的實線）出現(xiàn)了雙峰曲線，第1個峰附近對應(yīng)的含水率為3.7%左右，在實踐中應(yīng)補(bǔ)做該含水率的數(shù)據(jù)，以驗證曲線特征點的存在。盡管如此，考慮其他土樣最佳含水率的范圍，采用了第2個峰的含水率作為最佳含水率指導(dǎo)施工。穩(wěn)妥起見，出現(xiàn)土樣4擊實曲線時，應(yīng)該重新做土樣試驗。

2.2 曲線形狀分析

使用Excel分析得到的最佳含水率、最大干密度見表2。從圖1中可以看出土樣5、6的情況與試驗具體操作執(zhí)行有較大關(guān)系，需要補(bǔ)做最佳含水量附近擊實點，如果只是人工勾繪應(yīng)該難以得到正確的結(jié)果，采用了華巖軟件和Excel分析，因各土樣對應(yīng)的最佳含水率十分接近，所以選用合適的多項式次數(shù)十分重要的，多項式次數(shù)越高曲線擬合試驗數(shù)據(jù)越好，但超過4次后曲線彎曲過多，失去了試驗曲線的意義，經(jīng)過反復(fù)對比，認(rèn)為一般4次的效果最好?？梢钥闯?，山皮土的最佳含水率變化范圍較大，因采用Excel 4次多項式擬合法能夠快速擬合出試驗線性，可以在知道部分點的情況后控制最大干密度和最佳含水率點附近補(bǔ)充到需要的點。

圖1 擊實曲線分析

表2 基于Excel的山皮土擊實試驗數(shù)據(jù)

2.3 最佳含水率的應(yīng)用

山皮土最佳含水率為4.9%～7.6%，其分布范圍較大，最大干密度變化不大，可以用其檢測壓實情況，但因最佳含水率的變化范圍達(dá)2.7%，施工現(xiàn)場單純依靠級配不穩(wěn)定的山皮土的含水率控制壓實有可能因為取樣等問題造成沒有代表性，需要現(xiàn)場技術(shù)人員注意擊實試驗取樣要有代表性，擊實數(shù)據(jù)在最大干密度附近最好加點，保證6個數(shù)據(jù)點更好，宏觀上把握現(xiàn)場土的組成變化，及時調(diào)整最佳含水率，有效指導(dǎo)施工。

3 結(jié)語

基于Excel的山皮土的擊實試驗數(shù)據(jù)處理操作簡單、直觀、精確有效，可以彌補(bǔ)因?qū)嶋H點位漏做帶來的數(shù)據(jù)失真，對于山皮土的施工具有很好的指導(dǎo)意義。實際使用中，宜鎖定非原始數(shù)據(jù)的輸入模式，防止誤操作。