宕渣标准干密度检测方法及装置

技术领域

本发明涉及宕渣干密度检测技术领域，具体为宕渣标准干密度监测方法及装置。

背景技术

宕渣是指爆破后的碎石，粒径较大，是土石混合物。其粒径大于40mm的石块含量大于30%的土石混合物，其石块的最大粒径不大于150mm（用于路基顶面以下800mm范围内，最大粒径不大于100mm）。

标准最大干密度指的是按照标准击实试验方法，土或其他筑路材料在最佳含水量时得到的干密度。

现有标准干密度检测有环刀法检测，利用环刀取土，通过称量得出混合土的质量，再通过公式ρ湿=m湿/V（环刀体积）得出湿密度，再将混合土烘干，得出含水量ω=（m湿/m干-1）×100，最后计算得出干密度ρ干=ρ湿/（1+0.01×ω），但这种方法只适合测量一些粒径小于5mm的粘性土（细粒土及无机结合料细粒土），环刀体积一定，无法有效的检测出粒径大于40mm的石块含量大于30%的土石混合物--宕渣，而一些大型的检测设备在对宕渣进行干密度检测时，都会取出大量宕渣（约一吨，取少量时检测结果不可靠），从而导致在烘干时需要浪费很长时间，较为麻烦，量取多时检测周期较长费力，为此，我们提出宕渣标准干密度监测方法及装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够快速检测宕渣干密度的方法及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：宕渣标准干密度监测方法，包括如下步骤:

S1，将取料壳插入宕渣堆内，通过锤击的方式将取料壳底部完全插入；

S2，击实，通过螺钉固定的方式安装压实装置至取料壳顶部，并通过驱动压实装置实现对取料壳内宕渣的锤击压实；

S3，取样称量，在取料壳内宕渣压实后，人员通过工具将取料壳内宕渣取出，并称重，称取质量m湿为一吨的宕渣混合物；

S4，测算体积，测算一吨宕渣混合物的体积，通过在宕渣取样坑平面上平铺一层防水膜，再倒入水，使水液面与宕渣混合物平面齐平，测算水的体积，从而得出取出一吨宕渣的体积V，再通过公式ρ湿=m湿/V得出湿密度；

S5，样本烘干，将一吨的宕渣混合物倒入烘干机内，进行烘干，烘干后再将干燥的宕渣混合物称量，得出m干，从而计算含水量ω=（m湿/m干-1）×100，最后最后计算得出干密度ρ干=ρ湿/（1+0.01×ω）；

S6，多次测量，再称取多次一吨的宕渣混合物，并按照S4操作测出其湿密度，然后选取第一次烘干得出的m干，算出多个ρ干，最后再将多个ρ干取平均值，得出标准干密度。

优选的，所述步骤S1中取料壳底部圆柱壳内径为1m-2m。

优选的，所述步骤S2中锤击结束后，将宕渣混合物表面刮平。

优选的，所述步骤S3中人员可以通过铁球铲子等工具进行取样，取样优先挖去取料壳中间部位，而且取样深度尽量一致。

优选的，宕渣标准干密度监测装置，包括取样壳，所述取样壳顶部外侧固定有平板，且平板上通过螺钉安装固定有用于宕渣混合物锤击的压实装置，通过取样壳框选带取样的宕渣，再通过压实装置实现对宕渣的取出。

优选的，所述压实装置包括连接板，所述连接板设有两个，且分布在平板底部，所述连接板底部两端均固定有支撑板，且支撑板通过螺钉与平板安装，两个连接板两端均通过轴承转动连接有移动丝杆，且移动丝杆外端固定有驱动件，两个移动丝杆上螺纹连接有调节件，且调节件上安装有用于锤击压实用的锤击组件，通过驱动件以及调节件的配合，实现对锤击组件各个位置的调节。

优选的，所述驱动件包括驱动电机，所述驱动电机安装在连接板外侧，且驱动电机输出端固定有驱动齿轮，所述驱动齿轮设有三个，且分别固定在驱动电机输出端和两个移动丝杆外端，三个所述驱动齿轮外侧套有齿形带，且通过齿形带传动连接，通过驱动件实现动力传输。

优选的，所述调节件包括调节块和调节电机，两个所述移动丝杆外端均螺纹连接有移动块，且移动块相邻侧两端分别转动连接有调节丝杆和固定有滑动杆，所述调节块与调节丝杆螺纹连接，并滑动套接在滑动杆外侧，且调节块上安装有锤击组件，所述调节电机安装在移动块内侧，并与调节丝杆螺纹连接，通过调节件实现对锤击组件横向位置调节。

优选的，所述锤击组件包括电动推杆，所述电动推杆安装在调节块上，且电动推杆底部固定有安装板，所述安装板底部固定有循环件，且循环件外端连接有压实块，所述压实块底部四周均固定有限位杆，且限位杆顶部滑动贯穿安装板，并固定有限位块，通过电动推杆能够实时调节锤击位置，并通过循环件实现循环锤击。

优选的，所述循环件包括连接轴、偏心轮和循环电机，所述连接轴两端通过轴承转动连接有支撑块，且支撑块与安装板底部固定，所述偏心轮固定在连接轴外侧，且偏心轮两侧均开有连接槽，所述压实块顶部两端均固定有连接块，且两个连接块相邻侧均固定有连接柱，并通过连接柱与连接槽内壁滑动连接，所述循环电机固定在安装板底部，且循环电机输出端与循环齿轮固定，所述连接轴外端固定有连接齿轮，且连接齿轮与循环齿轮啮合，利用偏向轮循环转动原理，实现对宕渣表面进行循环击打。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过取样壳进行框选宕渣混合物，并通过压实装置实现对框选的宕渣混合物进行锤击压实，然后再挖去一顿称取质量，并通过铺防水膜倒水的方式进行测量被挖宕渣的体积，使的宕渣混合物体积测量较为准确，根据公式ρ湿=m湿/V得出湿密度，再将宕渣烘干，得出烘干后的质量，利用公式ω=（m湿/m干-1）和ρ干=ρ湿/（1+0.01×ω）测出其干密度，并将其烘干质量为标准量，使后测量干密度时，直接选用第一次烘干的标准量，使后续检测时省去烘干步骤，加速其检测效率。

附图说明

图1为本发明整体外观结构示意图；

图2为本发明取样壳结构示意图；

图3为本发明锤击组件结构示意图；

图4为本发明循环件结构示意图；

图5为图4中A处放大图。

图中：1-取样壳；2-平板；3-压实装置；4-连接板；5-支撑板；6-移动丝杆；7-驱动件；8-调节件；9-锤击组件；10-驱动电机；11-驱动齿轮；12-齿形带；13-调节块；14-调节电机；15-移动块；16-调节丝杆；17-滑动杆；18-电动推杆；19-安装板；20-循环件；21-压实块；22-限位杆；23-限位块；24-连接轴；25-偏心轮；26-循环电机；27-支撑块；28-连接槽；29-连接块；30-连接柱；31-循环齿轮；32-连接齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-5，图示中的宕渣标准干密度监测方法，包括如下步骤:

S1，将取料壳插入宕渣堆内，通过锤击的方式将取料壳底部完全插入；

S2，击实，通过螺钉固定的方式安装压实装置至取料壳顶部，并通过驱动压实装置实现对取料壳内宕渣的锤击压实；

S3，取样称量，在取料壳内宕渣压实后，人员通过工具将取料壳内宕渣取出，并称重，称取质量m湿为一吨的宕渣混合物，m湿=1000.12kg；

S4，测算体积，测算一吨宕渣混合物的体积，通过在宕渣取样坑平面上平铺一层防水膜，再倒入水，使水液面与宕渣混合物平面齐平，测算水的体积，从而得出取出一吨宕渣的体积V=1.25×10³L，再通过公式ρ湿=m湿/V得出湿密度ρ湿≈0.8；

S5，样本烘干，将一吨的宕渣混合物倒入烘干机内，进行烘干，烘干后再将干燥的宕渣混合物称量，得出m干=897.5kg，从而计算含水量ω=（m湿/m干-1）×100，ω≈11.43%，最后最后计算得出干密度ρ干=ρ湿/（1+0.01×ω）≈0.719；

优选的，所述步骤S1中取料壳底部圆柱壳内径为1m-2m。

优选的，所述步骤S2中锤击结束后，将宕渣混合物表面刮平。

优选的，所述步骤S3中人员可以通过铁球铲子等工具进行取样，取样优先挖去取料壳中间部位，而且取样深度尽量一致。

优选的，宕渣标准干密度监测装置，包括取样壳，所述取样壳顶部外侧固定有平板，且平板上通过螺钉安装固定有用于宕渣混合物锤击的压实装置，通过取样壳框选带取样的宕渣，再通过压实装置实现对宕渣的取出。

实施例2

请参阅图1-5，图示中的宕渣标准干密度监测方法，包括如下步骤:

S1，将取料壳插入宕渣堆内，通过锤击的方式将取料壳底部完全插入；

S2，击实，通过螺钉固定的方式安装压实装置至取料壳顶部，并通过驱动压实装置实现对取料壳内宕渣的锤击压实；

S3，取样称量，在取料壳内宕渣压实后，人员通过工具将取料壳内宕渣取出，并称重，称取质量m湿为一吨的宕渣混合物，m湿=1000.2kg；

S4，测算体积，测算一吨宕渣混合物的体积，通过在宕渣取样坑平面上平铺一层防水膜，再倒入水，使水液面与宕渣混合物平面齐平，测算水的体积，从而得出取出一吨宕渣的体积V=1.30×10³L，再通过公式ρ湿=m湿/V得出湿密度ρ湿≈0.769；

S5，样本烘干，将一吨的宕渣混合物倒入烘干机内，进行烘干，烘干后再将干燥的宕渣混合物称量，得出m干=902.5kg，从而计算含水量ω=（m湿/m干-1）×100，ω≈10.52%，最后最后计算得出干密度ρ干=ρ湿/（1+0.01×ω）≈0.693；

优选的，所述步骤S1中取料壳底部圆柱壳内径为1m-2m。

优选的，所述步骤S2中锤击结束后，将宕渣混合物表面刮平。

优选的，所述步骤S3中人员可以通过铁球铲子等工具进行取样，取样优先挖去取料壳中间部位，而且取样深度尽量一致。

优选的，宕渣标准干密度监测装置，包括取样壳，所述取样壳顶部外侧固定有平板，且平板上通过螺钉安装固定有用于宕渣混合物锤击的压实装置，通过取样壳框选带取样的宕渣，再通过压实装置实现对宕渣的取出。

实施例3

请参阅图1-5，图示中的宕渣标准干密度监测方法，包括如下步骤:

S1，将取料壳插入宕渣堆内，通过锤击的方式将取料壳底部完全插入；

S2，击实，通过螺钉固定的方式安装压实装置至取料壳顶部，并通过驱动压实装置实现对取料壳内宕渣的锤击压实；

S3，取样称量，在取料壳内宕渣压实后，人员通过工具将取料壳内宕渣取出，并称重，称取质量m湿为一吨的宕渣混合物，m湿=1000.15kg；

S4，测算体积，测算一吨宕渣混合物的体积，通过在宕渣取样坑平面上平铺一层防水膜，再倒入水，使水液面与宕渣混合物平面齐平，测算水的体积，从而得出取出一吨宕渣的体积V=1.25×10³L，再通过公式ρ湿=m湿/V得出湿密度ρ湿≈0.8；

S5，样本烘干，将一吨的宕渣混合物倒入烘干机内，进行烘干，烘干后再将干燥的宕渣混合物称量，得出m干=895.9kg，从而计算含水量ω=（m湿/m干-1）×100，ω≈11.63%，最后最后计算得出干密度ρ干=ρ湿/（1+0.01×ω）≈0.716；

优选的，所述步骤S1中取料壳底部圆柱壳内径为1m-2m。

优选的，所述步骤S2中锤击结束后，将宕渣混合物表面刮平。

优选的，所述步骤S3中人员可以通过铁球铲子等工具进行取样，取样优先挖去取料壳中间部位，而且取样深度尽量一致。

优选的，宕渣标准干密度监测装置，包括取样壳，所述取样壳顶部外侧固定有平板，且平板上通过螺钉安装固定有用于宕渣混合物锤击的压实装置，通过取样壳框选带取样的宕渣，再通过压实装置实现对宕渣的取出。

实施例4

请参阅图1-5，图示中的宕渣标准干密度监测方法，包括如下步骤:

S1，将取料壳插入宕渣堆内，通过锤击的方式将取料壳底部完全插入；

S2，击实，通过螺钉固定的方式安装压实装置至取料壳顶部，并通过驱动压实装置实现对取料壳内宕渣的锤击压实；

S3，取样称量，在取料壳内宕渣压实后，人员通过工具将取料壳内宕渣取出，并称重，称取质量m湿为一吨的宕渣混合物，m湿=1000.22kg；

S4，测算体积，测算一吨宕渣混合物的体积，通过在宕渣取样坑平面上平铺一层防水膜，再倒入水，使水液面与宕渣混合物平面齐平，测算水的体积，从而得出取出一吨宕渣的体积V=1.22×10³L，再通过公式ρ湿=m湿/V得出湿密度ρ湿≈0.819；

S5，样本烘干，将一吨的宕渣混合物倒入烘干机内，进行烘干，烘干后再将干燥的宕渣混合物称量，得出m干=895.5kg，从而计算含水量ω=（m湿/m干-1）×100，ω≈11.69%，最后最后计算得出干密度ρ干=ρ湿/（1+0.01×ω）≈0.733；

优选的，所述步骤S1中取料壳底部圆柱壳内径为1m-2m。

优选的，所述步骤S2中锤击结束后，将宕渣混合物表面刮平。

优选的，所述步骤S3中人员可以通过铁球铲子等工具进行取样，取样优先挖去取料壳中间部位，而且取样深度尽量一致。

优选的，宕渣标准干密度监测装置，包括取样壳，所述取样壳顶部外侧固定有平板，且平板上通过螺钉安装固定有用于宕渣混合物锤击的压实装置，通过取样壳框选带取样的宕渣，再通过压实装置实现对宕渣的取出。

实施例5

请参阅图1-5，图示中的宕渣标准干密度监测方法，包括如下步骤:

S1，将取料壳插入宕渣堆内，通过锤击的方式将取料壳底部完全插入；

S2，击实，通过螺钉固定的方式安装压实装置至取料壳顶部，并通过驱动压实装置实现对取料壳内宕渣的锤击压实；

S3，取样称量，在取料壳内宕渣压实后，人员通过工具将取料壳内宕渣取出，并称重，称取质量m湿为一吨的宕渣混合物，m湿=1000.2kg；

S4，测算体积，测算一吨宕渣混合物的体积，通过在宕渣取样坑平面上平铺一层防水膜，再倒入水，使水液面与宕渣混合物平面齐平，测算水的体积，从而得出取出一吨宕渣的体积V=1.25×10³L，再通过公式ρ湿=m湿/V得出湿密度ρ湿≈0.800；

S5，样本烘干，选取实施例1中烘干所检测出来的m干=897.5kg，从而计算含水量ω=（m湿/m干-1）×100，ω≈11.44%，最后最后计算得出干密度ρ干=ρ湿/（1+0.01×ω）≈0.717；

优选的，所述步骤S1中取料壳底部圆柱壳内径为1m-2m。

优选的，所述步骤S2中锤击结束后，将宕渣混合物表面刮平。

优选的，所述步骤S3中人员可以通过铁球铲子等工具进行取样，取样优先挖去取料壳中间部位，而且取样深度尽量一致。

优选的，宕渣标准干密度监测装置，包括取样壳，所述取样壳顶部外侧固定有平板，且平板上通过螺钉安装固定有用于宕渣混合物锤击的压实装置，通过取样壳框选带取样的宕渣，再通过压实装置实现对宕渣的取出

通过实施例1-5得出表格

由表格数据可得，实施例1-4中所测得的ρ干范围在； 0.693 ≤ρ干≤0.733，其实施例1-4中测得平均值为ρ干0.71525；

实施例5是采用第一次烘干得出的m干标准值直接求出ρ干，根据标准对比得出实施例5求出的标准干密度ρ干=0.717与实施例1-4中测得平均值为ρ干=0.71525相比，误差只有0.02，属于正常误差范围之内，因此在S6步骤中，进行多次测量时，只需选取第一次烘干测量得出的m干为标准值，再称取多次一吨的宕渣混合物，选取第一次烘干得出的标准值m干，算出多个ρ干，最后再将多个ρ干取平均值，得出标准干密度，避免了每次检测都需要进行烘干，影响检测效率。

其中，在不同地区，或者多雨地区，标准值m干因随降雨或者检测位置相差较远而重新测量设定。

本方案中，宕渣标准干密度监测装置，包括取样壳1，其特征在于：所述取样壳1顶部外侧固定有平板2，且平板2上通过螺钉安装固定有用于宕渣混合物锤击的压实装置3。

压实装置3包括连接板4，所述连接板4设有两个，且分布在平板2底部，所述连接板4底部两端均固定有支撑板5，且支撑板5通过螺钉与平板2安装，两个连接板4两端均通过轴承转动连接有移动丝杆6，且移动丝杆6外端固定有驱动件7，两个移动丝杆6上螺纹连接有调节件8，且调节件8上安装有用于锤击压实用的锤击组件9。

驱动件7包括驱动电机10，所述驱动电机10安装在连接板4外侧，且驱动电机10输出端固定有驱动齿轮11，所述驱动齿轮11设有三个，且分别固定在驱动电机10输出端和两个移动丝杆6外端，三个所述驱动齿轮11外侧套有齿形带12，且通过齿形带12传动连接。

调节件8包括调节块13和调节电机14，两个所述移动丝杆6外端均螺纹连接有移动块15，且移动块15相邻侧两端分别转动连接有调节丝杆16和固定有滑动杆17，所述调节块13与调节丝杆16螺纹连接，并滑动套接在滑动杆17外侧，且调节块13上安装锤击组件9，所述调节电机14安装在移动块15内侧，并与调节丝杆16螺纹连接。

锤击组件9包括电动推杆18，所述电动推杆18安装在调节块13上，且电动推杆18底部固定有安装板19，所述安装板19底部固定有循环件20，且循环件20外端连接有压实块21，所述压实块21底部四周均固定有限位杆22，且限位杆22顶部滑动贯穿安装板19，并固定有限位块23。

循环件20包括连接轴24、偏心轮25和循环电机26，所述连接轴24两端通过轴承转动连接有支撑块27，且支撑块27与安装板19底部固定，所述偏心轮25固定在连接轴24外侧，且偏心轮25两侧均开有连接槽28，所述压实块21顶部两端均固定有连接块29，且两个连接块29相邻侧均固定有连接柱30，并通过连接柱30与连接槽28内壁滑动连接，所述循环电机26固定在安装板19底部，且循环电机26输出端固定有循环齿轮31定，所述连接轴24外端固定有连接齿轮32，且连接齿轮32与循环齿轮31啮合。

本方案中，在进行取样时，先将取样壳1插入宕渣堆内，并借助锤子等工具锤击平板2，将取样壳1完全埋入宕渣堆内，紧接着再将压实装置3通过螺钉安装在平板2上，然后再通过电动推杆18伸缩，使压实块21与取样壳1内宕渣表面接触，此时再通过循环电机26转动，带动循环齿轮31转动，利用齿轮传动使连接轴24转动，从而带动偏向轮25转动，实现对压实块21的上下循环抖动，对宕渣表面进行锤击压实处理，同时通过驱动电机10和调节电机14转动，带动移动丝杆6和调节丝杆16转动，从而使锤击组件9在取样壳1内移动，对取样壳1内宕渣进行压实，取样时，尽量选取中间压实部位，使的后续测量结构更为准确。

本方案中，驱动电机10优选Y80M1-2型号，调节电机4优选Y80M2-2型号，循环电机26优选Y100L-2型号，电动推杆18优选ANT-35型号，电动机的供电接口通过开关连接供电系统，电机运行电路为常规电机正反转控制程序，电路运行为现有常规电路，本发明中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。