一種含砂泥巖松土方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及含砂泥巖土方【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種含沙泥漿松土方法，含砂泥巖的強(qiáng)度隨著浸泡時(shí)間的增長(zhǎng)，含砂泥巖的含水量也不斷增大，抗壓強(qiáng)度降低，從而對(duì)一些松土無(wú)法松動(dòng)的含砂泥巖澆水，及浸泡，可以降低其抗壓強(qiáng)度，從而有助于松土開挖。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：用全機(jī)械施工，有效的利用施工區(qū)域的地下水，通過對(duì)高強(qiáng)度含砂泥巖澆水，提高含砂泥巖的含水率，降低其抗壓強(qiáng)度，從而有助于松土開挖，相對(duì)于爆破施工更加環(huán)保、安全。
【專利說(shuō)明】一種含砂泥巖松土方法
[【技術(shù)領(lǐng)域】]
[0001]本發(fā)明涉及含砂泥巖土方【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種含沙泥漿松土方法。
[【背景技術(shù)】]
[0002]隨著城鎮(zhèn)化的進(jìn)程的加快、交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，鐵路工程越來(lái)越多，且工期緊，鋪設(shè)鐵路的過程中需要對(duì)路基進(jìn)行挖掘，但挖掘的過程中會(huì)有石灰?guī)r、花崗巖、泥巖難以挖掘的沉積巖，泥巖是一種由泥巴及黏土固化而成的沉積巖，其成分與構(gòu)造和頁(yè)巖相似但較不易碎，泥巖在干燥狀態(tài)下比較堅(jiān)硬，抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度與石灰?guī)r、花崗巖相近，巖石等級(jí)可以達(dá)到4~5級(jí)，長(zhǎng)期浸泡在地下水位以下的含砂泥巖，在水位降低、水分完全散失時(shí)，會(huì)重新變得很堅(jiān)硬。
[0003]由于含砂泥巖很堅(jiān)硬，松土器無(wú)法松動(dòng)，現(xiàn)有技術(shù)多數(shù)是采用爆破的方法粉碎含砂泥巖，但爆破需要在含砂泥巖的表面進(jìn)行鉆孔，鉆孔時(shí)間很長(zhǎng)，爆破的成本大、手續(xù)多、費(fèi)用高、安全隱患大，管理層次。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)用爆破成本大、手續(xù)多、費(fèi)用高、安全隱患大等問題，提供一種充分利用現(xiàn)場(chǎng)資源、高效安全的對(duì)高強(qiáng)度泥巖進(jìn)行開挖的含沙泥漿松土方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種含砂泥巖松土方法，含砂泥巖的強(qiáng)度隨著浸泡時(shí)間的增長(zhǎng)，含砂泥巖的含水量也不斷增大，抗壓強(qiáng)度降低，從而對(duì)一些松土無(wú)法松動(dòng)的含砂泥巖澆水，及浸泡，可以降低其抗壓強(qiáng)度，從而有助于松土開挖。
[0006]上述的具體方法如下:
[0007]a.首先在同一區(qū)域高強(qiáng)度泥巖處，取7塊含砂泥巖圓柱體；
[0008]b.用烘干法，取兩小塊試塊，試塊C、試塊d，分別放在鋁制小圓筒中，測(cè)得質(zhì)量為分別為H^m2，向兩圓筒中加入足量的酒精，燃燒，待酒精停止燃燒，圓筒冷卻之后，測(cè)得試塊C、試塊d的質(zhì)量分別為m/、m2’,則含砂泥巖初始含水率W。= (m1-m1' ) /m/ X 100%, Wd=(m2-m2’)/m2’ X 100%,則原有含砂泥巖含水率區(qū)試塊C、試塊d的平均含水率等于(we+wd)/2;
[0009]c.將7個(gè)試塊分成7組，每組I個(gè)，取其中一組計(jì)算含砂泥巖試塊含水率隨時(shí)間的變化情況，具體方法為:
[0010](1)用電子秤分別稱取塊質(zhì)量，質(zhì)量大小為m3 ;
[0011](2)將試塊放入水中；
[0012](3)每隔10分鐘將其取出，用干毛巾擦干其表面的水，稱量一次其質(zhì)量，共測(cè)量稱量16次；
[0013](4)由初始含水率可求得該試塊的干重，進(jìn)一步可求得各個(gè)稱量點(diǎn)，試塊對(duì)于的含水率，將所得含水率繪成與測(cè)量時(shí)間相關(guān)的曲線；
[0014]d.將剩余6組的某一組不進(jìn)行浸水并編號(hào)為0，其余5組進(jìn)行分別將其放入盛滿水的水槽中，將浸水的7組試塊分別進(jìn)行編號(hào)，為1、2、3、4、5，浸泡時(shí)間分別為O分鐘、20分鐘、40分鐘、60分鐘、80分鐘、100分鐘，到計(jì)劃浸泡時(shí)間點(diǎn)，將試塊取出，放在恒加載試驗(yàn)機(jī)上，對(duì)取出的試塊進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)，加載速率為5kN/s，將單軸抗壓試驗(yàn)測(cè)得抗壓強(qiáng)度繪制成關(guān)于浸水時(shí)間的曲線；
[0015]e.根據(jù)抗壓強(qiáng)度繪制成關(guān)于浸水時(shí)間的曲線和含水率繪成與測(cè)量時(shí)間相關(guān)的曲線確定對(duì)高強(qiáng)度含砂泥巖澆足量的水，及浸泡足夠長(zhǎng)的時(shí)間，降低含砂泥巖的抗壓強(qiáng)度，從而有助于松土開挖。
[0016]上述的具體方法如下:
[0017]a.首先在同一區(qū)域高強(qiáng)度泥巖處，取10塊直徑為15cm的含砂泥巖圓柱體，高度IOcm到25cm,將取得的含砂泥巖切割成7塊7X7X7cm的含砂泥巖立方體試塊；
[0018]b.用烘干法，取兩小塊試塊，試塊C、試塊d，分別放在鋁制小圓筒中，測(cè)得質(zhì)量為分別為29.6g、40.1g,向兩圓筒中加入足量的酒精，燃燒，待酒精停止燃燒，圓筒冷卻之后，測(cè)得試塊C、試塊d的質(zhì)量分別為29.5g、40.0g,則含砂泥巖初始含水率W。= (29.6-29.5)/29.5X100%=0.34%, Wd= (40.1-40.0) /40.0 X 100%=0.26%,則原有含砂泥巖含水率區(qū)試塊C、試塊d的平均含水率等于(0.34%+0.26%) /2=0.3% ；
[0019]C.將7個(gè)試塊分成7組，每組I個(gè)，取其中一組研究含砂泥巖試塊含水率隨時(shí)間的變化情況，具體方法為:
[0020](I)用電子秤(精度為0.1g)分別稱取塊質(zhì)量，質(zhì)量大小為792.9g ；
[0021](2)將試塊放入盛有為20cm高度的水中；
[0022](3)每隔10分鐘將其取出，用干毛巾擦干其表面的水，稱量一次其質(zhì)量。共測(cè)量稱量16次；
[0023](4)由初始含水率可求得該試塊的干重，進(jìn)一步可求得各個(gè)稱量點(diǎn)，試塊對(duì)于的含水率,將所得含水率繪成與測(cè)量時(shí)間相關(guān)的曲線；
[0024]d.將剩余6組的某一組不進(jìn)行浸水并編號(hào)為0，其余5組進(jìn)行分別將其放入長(zhǎng)、寬、高分別為15cm、10cm、25cm盛滿水的水槽中，將浸水的7組試塊分別進(jìn)行編號(hào)，為1、2、3、
4、5，浸泡時(shí)間分別為O分鐘、20分鐘、40分鐘、60分鐘、80分鐘、100分鐘，到計(jì)劃浸泡時(shí)間點(diǎn)，將試塊取出，放在恒加載試驗(yàn)機(jī)上，對(duì)取出的試塊進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)，加載速率為5kN/s，將單軸抗壓試驗(yàn)測(cè)得抗壓強(qiáng)度繪制成關(guān)于浸水時(shí)間的曲線；
[0025]e.根據(jù)抗壓強(qiáng)度繪制成關(guān)于浸水時(shí)間的曲線和含水率繪成與測(cè)量時(shí)間相關(guān)的曲線確定對(duì)高強(qiáng)度含砂泥巖澆足量的水，及浸泡足夠長(zhǎng)的時(shí)間，降低含砂泥巖的抗壓強(qiáng)度，從而有助于松土開挖，保證每次松土可達(dá)50?IOOcm深度。
[0026]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于:用全機(jī)械施工，有效的利用施工區(qū)域的地下水，通過對(duì)高強(qiáng)度含砂泥巖澆水，提高含砂泥巖的含水率，降低其抗壓強(qiáng)度，從而有助于松土開挖，相對(duì)于爆破施工更加環(huán)保、安全。
[【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】]
[0027]圖1為泥巖含水率變化與浸泡時(shí)間曲線圖；
[0028]圖2為泥巖抗壓強(qiáng)度與浸泡時(shí)間曲線圖；
[0029]指定圖1作為本發(fā)明的摘要附圖。[【具體實(shí)施方式】]
[0030]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，這種裝置的結(jié)構(gòu)和原理對(duì)本專業(yè)的人來(lái)說(shuō)是非常清楚的。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0031]實(shí)施例1
[0032]含砂泥巖的強(qiáng)度隨著浸泡時(shí)間的增長(zhǎng)，含砂泥巖的含水量也不斷增大，抗壓強(qiáng)度降低，從而對(duì)一些松土無(wú)法松動(dòng)的含砂泥巖澆水，及浸泡，可以降低其抗壓強(qiáng)度，從而有助于松土開挖。
[0033]含沙泥漿方法的具體試驗(yàn)方法為:
[0034]a.首先在同一區(qū)域高強(qiáng)度泥巖處，取10塊直徑為15cm的含砂泥巖圓柱體，高度IOcm到25cm,將取得的含砂泥巖切割成7塊7X7X7cm的含砂泥巖立方體試塊；
[0035]b.用烘干法，取兩小塊試塊，試塊C、試塊d，分別放在鋁制小圓筒中，測(cè)得質(zhì)量為分別為29.6g、40.1g,向兩圓筒中加入足量的酒精，燃燒，待酒精停止燃燒，圓筒冷卻之后，測(cè)得試塊C、試塊d的質(zhì)量分別為29.5g、40.0g,則含砂泥巖初始含水率W。= (29.6-29.5)/29.5X100%=0.34%, Wd= (40.1-40.0) /40.0 X 100%=0.26%,則原有含砂泥巖含水率區(qū)試塊C、試塊d的平均含水率等于(0.34%+0.26%) /2=0.3% ；
[0036]c.將7個(gè)試塊分成7組，每組I個(gè)，取其中一組研究含砂泥巖試塊含水率隨時(shí)間的變化情況，具體方法為:
[0037](I)用電子秤(精度為0.1g)分別稱取塊質(zhì)量，質(zhì)量大小為792.9g ；
[0038](2)將試塊放入盛有為20cm高度的水中；
[0039](3)每隔10分鐘將其取出，用干毛巾擦干其表面的水，稱量一次其質(zhì)量。共測(cè)量稱量16次；
[0040](4)由初始含水率可求得該試塊的干重，進(jìn)一步可求得各個(gè)稱量點(diǎn)，試塊對(duì)于的含水率，將所得含水率繪成與測(cè)量時(shí)間相關(guān)的曲線；
[0041]d.將剩余6組的某一組不進(jìn)行浸水并編號(hào)為0，其余5組進(jìn)行分別將其放入長(zhǎng)、寬、高分別為15cm、10cm、25cm盛滿水的水槽中，將浸水的7組試塊分別進(jìn)行編號(hào)，為1、2、3、
4、5，浸泡時(shí)間分別為O分鐘、20分鐘、40分鐘、60分鐘、80分鐘、100分鐘，到計(jì)劃浸泡時(shí)間點(diǎn)，將試塊取出，放在恒加載試驗(yàn)機(jī)上，對(duì)取出的試塊進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)，加載速率為5kN/s，將單軸抗壓試驗(yàn)測(cè)得抗壓強(qiáng)度繪制成關(guān)于浸水時(shí)間的曲線；
[0042]e.根據(jù)抗壓強(qiáng)度繪制成關(guān)于浸水時(shí)間的曲線和含水率繪成與測(cè)量時(shí)間相關(guān)的曲線確定對(duì)高強(qiáng)度含砂泥巖澆足量的水及浸泡足夠長(zhǎng)的時(shí)間，降低含砂泥巖的抗壓強(qiáng)度，從而有助于松土開挖，保證每次松土可達(dá)50?IOOcm深度。
[0043]經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得高強(qiáng)度含砂泥巖的強(qiáng)度與浸水時(shí)間的關(guān)系，隨著浸水時(shí)間的增長(zhǎng)，含水率增加如圖1所示；隨著浸泡時(shí)間的增長(zhǎng)，抗壓強(qiáng)度降低如圖2所示，且浸水超過一個(gè)小時(shí)含砂泥巖的抗壓強(qiáng)度將降低約20MPa。對(duì)高強(qiáng)度含砂泥巖澆足量的水，及浸泡足夠長(zhǎng)的時(shí)間，保證每次松土可達(dá)50?IOOcm深度，施工區(qū)域內(nèi)有足夠的水資源，在需要澆水的區(qū)域大小圍成一個(gè)水槽或多個(gè)水槽，以減少水的流失。
[0044]實(shí)施例3
[0045]含沙泥漿方法的具體操作方法為:[0046]先對(duì)該區(qū)域澆水I個(gè)小時(shí)，若該區(qū)域在澆水時(shí)，水容易從泥巖表面流失，則在可以簡(jiǎn)易的制作一個(gè)高為15cm的圍堰；再采用大功率反鏟挖掘機(jī)安裝獨(dú)鉤松土器，對(duì)含砂泥巖先進(jìn)行松動(dòng)再裝車外運(yùn)，成梯階式施工；并將松土器無(wú)法松動(dòng)的高強(qiáng)度含砂泥巖分為三個(gè)區(qū)，一區(qū)灑水、二區(qū)松土器松動(dòng)含砂泥巖、三區(qū)挖掘機(jī)裝土外運(yùn)，循環(huán)施工。
[0047]本施工方法中的施工工藝，快速有效的完成了施工任務(wù)，本施工方法最大的特點(diǎn)就是全機(jī)械施工，流水平行作業(yè)，有效的利用施工區(qū)域的地下水，相對(duì)于爆破施工更加環(huán)保、安全，使機(jī)械使用效率完全發(fā)揮。
【權(quán)利要求】
1.一種含砂泥巖松土方法，其特征在于含砂泥巖的強(qiáng)度隨著浸泡時(shí)間的增長(zhǎng)，含砂泥巖的含水量也不斷增大，抗壓強(qiáng)度降低，從而對(duì)一些松土無(wú)法松動(dòng)的含砂泥巖澆水，及浸泡，可以降低其抗壓強(qiáng)度，從而有助于松土開挖。
2.如權(quán)利要求1所述的一種含砂泥巖松土方法，其特征在于所述的具體方法如下: a.首先在同一區(qū)域高強(qiáng)度泥巖處，取7塊含砂泥巖圓柱體； b.用烘干法，取兩小塊試塊，試塊C、試塊d，分別放在鋁制小圓筒中，測(cè)得質(zhì)量為分別Smpm2，向兩圓筒中加入足量的酒精，燃燒，待酒精停止燃燒，圓筒冷卻之后，測(cè)得試塊C、試塊d的質(zhì)量分別為1?'!?'則含砂泥巖初始含水率W。= (IIi1-Hi1 J Vm/ X 100%, Wd= (m2_m2’ )/m2’ X 100%,則原有含砂泥巖含水率區(qū)試塊C、試塊d的平均含水率等于(we+wd) /2; c.將7個(gè)試塊分成7組，每組I個(gè)，取其中一組計(jì)算含砂泥巖試塊含水率隨時(shí)間的變化情況，具體方法為: (1)用電子秤分別稱取塊質(zhì)量，質(zhì)量大小為m3; (2)將試塊放入水中； (3)每隔10分鐘將其取出，用干毛巾擦干其表面的水，稱量一次其質(zhì)量，共測(cè)量稱量16次； (4)由初始含水率可求得該試塊的干重，進(jìn)一步可求得各個(gè)稱量點(diǎn)，試塊對(duì)于的含水率，將所得含水率繪成與測(cè)量時(shí)間相關(guān)的曲線； d.將剩余6組的某一組不進(jìn)`行浸水并編號(hào)為0，其余5組進(jìn)行分別將其放入盛滿水的水槽中，將浸水的7組試塊分別進(jìn)行編號(hào)，為1、2、3、4、5，浸泡時(shí)間分別為O分鐘、20分鐘、40分鐘、60分鐘、80分鐘、100分鐘，到計(jì)劃浸泡時(shí)間點(diǎn)，將試塊取出，放在恒加載試驗(yàn)機(jī)上，對(duì)取出的試塊進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)，加載速率為5kN/s，將單軸抗壓試驗(yàn)測(cè)得抗壓強(qiáng)度繪制成關(guān)于浸水時(shí)間的曲線； e.根據(jù)抗壓強(qiáng)度繪制成關(guān)于浸水時(shí)間的曲線和含水率繪成與測(cè)量時(shí)間相關(guān)的曲線確定對(duì)高強(qiáng)度含砂泥巖澆足量的水及浸泡足夠長(zhǎng)的時(shí)間，降低含砂泥巖的抗壓強(qiáng)度，從而有助于松土開挖。
3.如權(quán)利要求2所述的一種含砂泥巖松土方法，其特征在于所述的具體方法如下: a.首先在同一區(qū)域高強(qiáng)度泥巖處，取10塊直徑為15cm的含砂泥巖圓柱體,高度IOcm到25cm,將取得的含砂泥巖切割成7塊7X7X7cm的含砂泥巖立方體試塊； b.用烘干法，取兩小塊試塊，試塊C、試塊d，分別放在鋁制小圓筒中，測(cè)得質(zhì)量為分別為29.6g、40.1g,向兩圓筒中加入足量的酒精，燃燒，待酒精停止燃燒，圓筒冷卻之后，測(cè)得試塊C、試塊d的質(zhì)量分別為29.5g、40.0g,則含砂泥巖初始含水率w。= (29.6-29.5)/29.5X100%=0.34%, Wd= (40.1-40.0) /40.0 X 100%=0.26%,則原有含砂泥巖含水率區(qū)試塊C、試塊d的平均含水率等于(0.34%+0.26%) /2=0.3% ； c.將7個(gè)試塊分成7組，每組I個(gè)，取其中一組研究含砂泥巖試塊含水率隨時(shí)間的變化情況，具體方法為: (1)用電子秤(精度為0.1g)分別稱取塊質(zhì)量，質(zhì)量大小為792.9g ； (2)將試塊放入盛有為20cm高度的水中； (3)每隔10分鐘將其取出，用干毛巾擦干其表面的水，稱量一次其質(zhì)量。共測(cè)量稱量16次;(4)由初始含水率可求得該試塊的干重，進(jìn)一步可求得各個(gè)稱量點(diǎn)，試塊對(duì)于的含水率，將所得含水率繪成與測(cè)量時(shí)間相關(guān)的曲線； d.將剩余6組的某一組不進(jìn)行浸水并編號(hào)為O，其余5組進(jìn)行分別將其放入長(zhǎng)、寬、高分別為15cm、10cm、25cm盛滿水的水槽中，將浸水的7組試塊分別進(jìn)行編號(hào)，為1、2、3、4、5，浸泡時(shí)間分別為O分鐘、20分鐘、40分鐘、60分鐘、80分鐘、100分鐘，到計(jì)劃浸泡時(shí)間點(diǎn)，將試塊取出，放在恒加載試驗(yàn)機(jī)上，對(duì)取出的試塊進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)，加載速率為5kN/s，將單軸抗壓試驗(yàn)測(cè)得抗壓強(qiáng)度繪制成關(guān)于浸水時(shí)間的曲線； e.根據(jù)抗壓強(qiáng)度繪制成關(guān)于浸水時(shí)間的曲線和含水率繪成與測(cè)量時(shí)間相關(guān)的曲線確定對(duì)高強(qiáng)度含砂泥巖澆足量的水及浸泡足夠長(zhǎng)的時(shí)間，降低含砂泥巖的抗壓強(qiáng)度，從而有助于松土開挖， 保證每次松土可達(dá)50~IOOcm深度。
【文檔編號(hào)】E02D3/00GK103696411SQ201310723447
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】周如成, 潘留生, 王志宏, 陳哲紅, 孫維軒, 呂致博, 武亞云, 孫曙, 王希聰 申請(qǐng)人:中鐵上海工程局有限公司, 中鐵上海工程局市政工程有限公司