水利工程论文-微波烘干法测定土料含水率试验修正值研究.doc

水利工程论文-微波烘干法测定土料含水率试验修正值研究摘要：对坝体填筑质量控制需要测定土料含水率和压实干密度，其中，含水率是一个重要指标，常规测定用标准烘干法，但标准法用时较长，影响施工进度，实际施工中通常采用快速烘干法。本工程经比较后选用微波炉烘干法测定土料含水率。微波烘干法的准确性与土料性质、烘干温度、烘干时间等因素有关，在施工前，必须对微波烘干测定含水率与标准烘箱测定含水率进行对比试验，确定烘干时间和温度，并用统计方法确定与标准法之间的误差。本文就是通过两种烘干测定含水率方法的对比试验，用数理统计方法求得其相关系数，为土方填筑质量控制提供了一个快速、合理的含水率测定方法。关键词：含水率试验微波修正1引言西段村水库是三门峡市槐扒引黄提水灌溉工程的调蓄水库，由大坝、输水洞、泄洪洞、溢洪道等建筑物组成。其中，大坝为均质土坝，坝长650m，最大坝高46.6m，筑坝土料为重粉质壤土，共计填筑土方157.6万m3。对坝体填筑质量控制需要测定土料含水率和压实干密度，其中，含水率是一个重要指标，常规测定用标准烘干法，但标准法用时较长，影响施工进度，实际施工中通常采用快速烘干法。本工程经比较后选用微波炉烘干法测定土料含水率。微波烘干法的准确性与土料性质、烘干温度、烘干时间等因素有关，在施工前，必须对微波烘干测定含水率与标准烘箱测定含水率进行对比试验，确定烘干时间和温度，并用统计方法确定与标准法之间的误差。本文就是通过两种烘干测定含水率方法的对比试验，用数理统计方法求得其相关系数，为土方填筑质量控制提供了一个快速、合理的含水率测定方法。2对比试验2.1试验依据本试验依据土工试验规程（SL237-1999）。2.2实验仪器、设备2.2.1电热恒温电烘箱（北京中兴伟业仪器公司101型）。2.2.2格兰仕微波炉，WP750L23-6型。2.2.3电子天平，称量500g，感量0.01g。2.2.4瓷质小碗若干、皿盒、量筒、玻璃棒、毛刷等。2.3试样选取本试验所选土料为工程所用丁村土区Q3粉质壤土，有机质含量5%。2.4试验步骤勘察设计单位提供的丁村土区工程地质勘查报告显示土区土料最优含水率为18.9%，故本次试验选用14%、18%、19%、20%、22%五种含水率的土样进行试验。2.4.1不同含水率土样制备2.4.2标准含水率测定采用电热恒温电烘箱，烘干时间采用8h，烘干温度设定为1100C恒温对5种土样同时进行标准含水率测定。结果见表一。表一标准含水率试验结果试样编号12345标准含水率（%）14.4818.0519.2820.8022.96参数设定t=8h，T=1100C恒温2.4.3微波烘干法含水率试验测定采用WP-750L23-6型微波炉，结合土质情况，烘干温度拟定为中高火（低火烘干时间过长，高火易引起土料化学变化），烘干时间分别设定为7、9、11、13、15、17、19、21min。试验结果见表二。表二微波烘干法含水率试验结果3试验结果分析3.1微波烘干时间的确定3.1.1微波烘干法测定含水率与标准含水率差值见表三，五种含水率差值与烘干时间关系见图一。时间设定（min）试样编号79111315171921113.414.0312.6813.8413.93216.9817.3216.2417.4717.6117.6517.7117.96319.1518.1417.2318.1118.7919.3218.9818.78420.4419.6719.7120.5620.3720.5821.7320.99522.5421.9622.2921.5321.4022.1021.8122.73温度设定中高火编号微波烘干时间（min）79111315171921表三微波烘干法测定含水率与标准含水率差值3.1.2数据分析结合表三，从W=14.48%曲线来看，微波烘干法在中高火档位，烘干时间从715min，含水率均未达到14.48%，第三点为明显偏离趋势点，相差最小的点为9min时0.45%。从W=18.05%曲线来看，烘干时间从721min，含水率均未达到18.05%，第三点为明显偏离趋势点，其余点较有规律，差值随着时间第延趋近于零，相差最小的点为21min时0.09%。从W=19.28%曲线来看，第三点为明显偏离趋势点，其余点较有规律，差值随着时间第延趋近于零并于17min时基本达到标准值，相差最小的点为21min时0.09%。从W=20.80%曲线来看，最佳烘干时间在1719min时，相差较小的点为17min时0.22%和21分钟的0.19%。从W=22.96%曲线来看，最佳烘干时间在9min或者1719min时。与标准含水率差值（%）1-1.08-0.45-1.8-0.64-0.552-1.07-0.73-1.81-0.58-0.44-0.4-0.34-0.093-0.13-1.14-2.05-1.17-0.490.04-0.3-0.54-0.36-1.13-1.09-0.24-0.43-0.220.930.195-0.42-1-0.67-1.43-1.56-0.86-1.15-0.23综上，可靠的最佳烘干时间届于1719min，含水率在1422%之间，规律基本吻合，所以，选定18min为最终烘干时间。另外，从关系图上可以看出第1、2、3点多呈现下降态势，亦即在7、9、11min时，含水率反而在下降，推测和当地土壤有机质、矿物质含量有关。3.2选定微波烘干时间参数后对比试验基于以上分析，针对土区土料试样，修正微波烘干法试验参数：选定烘干时间为18min，烘干温度设定为中高火档位，进行17%、18%、19%、20%含水率测定对比试验。3.2.1采用电热恒温烘箱测定标准含水率结果见表四表四标准含水率3.2.2采用微波炉烘干测定含水率结果见表五表五微波测定含水率试样编号组号12345678910平均标准含水率（%）116.4016.5016.5716.5416.7016.5316.5716.5616.6216.6016.56217.8717.9117.7217.8518.2417.8717.6717.6917.7318.2717.9918.2418.1218.1318.6218.0517.90318.2318.3818.3118.4318.3318.3318.2018.2218.2718.2618.30419.4619.3319.4019.4419.4119.4319.4219.3619.3619.4819.41参数设定t=8h，T=1100C恒温试样编号组号12345678910平均微波含水率（%）116.6216.7516.8816.7016.7816.7216.6016.7616.7016.5116.70218.2318.1918.1318.2818.1518.1818.2118.0117.9818.1818.1918.3218.1118.1118.3218.4118.28318.5518.5218.2418.4418.1818.7917.9618.1718.4818.5118.38419.5919.5319.3919.5819.2619.4819.6619.8619.5919.7019.563.3相关分析将以上W标、W微数据相对应点绘到坐标纸上（见图二），可以看出，标准烘干法测定的含水率W标与对应的微波烘干法测定的含水率W微呈一元线性回归关系。经相关分析