解析法在公路和水电土工液塑限试验中的应用分析

摘要：解析法：“通过分析问题中的各个要素之间的关系，用最简练的语言或形式化的符号来表达他们的关系，得出解决问题所需的表达式，然后设计程序求解问题的方法称作解析法。”目前，解析法在社会生活的各个领域都有很广泛的运用，它以自身严谨的科学性和逻辑性能更好地帮助我们认识问题和解决问题。本文主要探讨了解析法在公路和水电土工液塑限试验中的应用。

关键词： 解析法； 公路和水电土工；液塑限； 分析

Abstract: the analytic method: "through the analysis of the problems of the relationship between the various elements, with the most succinct languages or formal symbols to express their relationship, solving problems that the expression, and then design program of problem solving method called analytic method." At present, the analytical method in every field of social life have a wide range of use, it with their own rigorous scientific and logical performance better help us identify problems and solve problems. This paper mainly discussed the analytic method in highway and water and electricity geotechnical liquid plastic limit of the application of the test.

Keywords: analytic method; Highway and water and electricity soil; Liquid plastic limit; analysis

中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：

引言

塑限、液限是指：“细粒土处于可塑性状态的上下限含水量。”它是粘性土两个重要的物理指标。我们可以用它来计算液性指数、塑性指数，以及工程分类（细粒）土等等。

将液限、塑限联合起来实验，我们采用的是——光电式液塑限联合测定仪。用100克的圆锥仪，测量在5s时，在不同的含水量的土中圆锥的下沉深度。并且运用双对数坐标图，绘制土的含水量和圆锥的下沉深度之间的关系直线。公路和水电土工的实验规定：“在直线上查得圆锥下沉深度为20mm处的相应含水量为液限。”因此，公路水电土工试验的规程按变数来确定土的含水量是一种更加合理的方法。因为变数会随着土质的变化而变化。

对于液塑限联合试验的整理分析，在《水利电力土工试验规程》和《公路土

工试验规程(JTJ051—93)》中，都有明确的规定。但是如果我们照这种规定去计算，就显得特别地繁琐，尤其是每一土样都要在双对数坐标上绘制图样，这样实验的工程量就显得很大了，而且也很容易造成误差，影响实验的科学性和有效性。因此，我们若是在试验中运用解析法来分析公路和水电土工液塑限，这样这个实验就变得方便省事多了。

在公路和水电土工液塑限试验中解析法的运用分析

（一）首先我们要设三个坐标，这三个坐标分别是A (w1 ， h1)，B (w2，h2)，C (w3，h3)。为了使用联合测定仪测量出三个不同土样的点，那么A (w1 ，h1)就是圆锥下沉的深度与含水量的实测点的值，N(wn，hn)就是要求的任意点的含水量和圆锥的下沉深度值。其中的C (w3，h3)是三种土样里含水量和圆锥下沉深度的最大的点。

（二）我们假设这三点不在同一直线上，并且以C点为顶点，且分别和A、B两点连成直线AC和BC。 在AC和BC两条直线上，当圆锥的下沉深度是hp=wc/(0.524wc-7.606)mm时，两个含水量的点分别是D1和D2 。（图如下）

（三）在双对数坐标图中，我们可以得出如下的方程。

AC：=

BC：=

在这个公式中，hn1=hn2=hp=wp/(0.524w3-7.606)mm,并且要用h表示，那么N1和N2的含水量wn1和 wn2就可以得出。

（四）当wn1和 wn2的差小于等于2时，我么就取他们的平均值w，并在图中建出这个点，这个点是NI和N2的中点。这个点和C点的直线方程为：

lgw=+lgwc这里的h=20mm

当h=hn时，我们可以得到w=wn，这时我们可以列出二式：

Lgwn=+lgwc

算例

我们已知，通过液塑限联合试验这种方法我们可以测出三种不同的土膏圆锥的含水量以及下沉深度的数据：A(w1=27.8％，h1=4.70mm)，B(w2=34.4％，h2=9.80mm)，C(w3=41.3％，h3=19.15 mm)。

（一）下面，我们将上述三点的坐标点绘制在：以含水量为横坐标轴，以圆锥的下沉深度为纵坐标轴的双对数图表。我们从图1中可以得知，A、B、C三点没有在一条子线上。是以C点作为最高点来连接AC和BC两条直线。

（二）这样我们就可以求解到，圆锥的下沉深度是hp=w3/(0.524w3-7．606)mm的时侯，N1点的含水量与BC线上的N2的含水量为wn1，那么：

lgwNl=lg(41.3／27.8)·lg[(41.3／(0.524×41.3—7.606)／19.15]／lg(19.15／4．70)+lg4 1.3

得出：wn2=24.52％

lgw N2=Ig(41.3／34.4)‘lg[41.3／(0.524×41.3—7.606)／19.15]／lg(19.15／9.80)+lg4 1.3

得出wN2=24.63％

当公路和水电土工的实验规定圆锥的下沉深度是2mm的时候，N1的含水量wni与BC线上的N2含水量wn2为

lgwni =lg(41.3／27.8) . lg(2.0／19.15)／lg(19.15／4.70)+1941.3

得出wni=21.85％

lgwn2 =lg(41.3／34.4)lg(2.0／19.15)／lg(19.15／9.80)+1941.3

得出wn2=22.30％

（三）按照实验规程，我们要判断点N1和N2的含水量差是否是大于2%

因此：24.63％一24.52％=0.11％

这时，我们取两点含水量平均值是

w=(24.63+24.52)／2=24.58%

这时，我们设这个点是点N，那么N的坐标是（wn，hn）且为：(24.58％，2.94 mm)

（四）我们把点N和点C连起来，当h=20mm时含水量为：

lgw N20=lg(41.3／24.58)lg(20／19.15)／lg(19.15／2.94)+1941.3

得出：wN20=41.80％

按照水电的规程，当h=17mm时，含水量为

lgwN17=lg(41.3／22.08)lg(17.0／19.15)／lg(19.15／2.0)+1lg41.3

得出：wn17=39.96％。

同理可得，当圆锥下沉10mm时，相应的含水量w10=34.49%

（五）按照公路土工的实验规程我们可以求得：

hp=wc／(0.524wc一7.606)=41.80／(0.524×41.80 —7.606)=2.92

lgwp=lg(41.3／24.58)lg(2.92／19.15)／lg(19.15／2.94)+lg41.3

得出：wp=24.54%

综上所述，我们的实验得出，公路土工的液限wn20 =41.80%，塑限wp ==24.54％；水利电力土工实验得出的wN17=39.96％，塑限为w2=22.08％。由此可见，公路土工实验规程的液限和塑限比水利电力土工求得的值大。

四、结束语

我们采用解析法来计算圆锥的下沉深度直线与含水量之间的关系，以此确定液限和塑限值。避免了传统的用搓条法测定塑限和用圆锥仪测量液限时，因为人为原因而造成结果不一致情况的发生。并且比传统的《公路土工试验规程（JTJ051—93）》中推荐使用的作图法要更加的快捷、方便和准确。因此，我们可以得出：解析法在公路水电土工液塑限试验中有着十分重要的地位，应该大力推广。

参考文献：

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