挖坑灌砂法测定压实度的测量不确定度评定.pdf

广东建材2012年第3期
工程试验与研究
挖坑灌砂法测定压实度的
测量不确定度评定
王玉罗启灵王长磊
(深圳大学土木工程学院,广东省滨海土木工程耐久性重点实验室)
摘要:本文根据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》的要求,在击实试验的最大于密度的测
量不确定度评定的基础上,对JTGE60-2008《公路路基路面现场测试规程》中挖坑灌砂法测定压实度
的测量不确定度进行评定
关键词:挖坑灌砂法;干密度;压实度;测量不确定度
1前言
m一试坑中取出的全部材料的质量(g);
挖坑灌砂法测定压实度是施工工程中最常用的试
m一填满试坑的砂的质量(g)
验方法之一,是质量评定或验收的重要手段,也是质量
p。一量砂的松方密度(g/cm)。
检测部门和施工单位之间容易发生矛盾的环节。理论
灌砂时试坑上放有基板
上,检测结果处于规范区内应判为合格,反之不合格。这
m。=m-m4r-(m-m)(式2)
是没有考虑到检测结果存在测量不确定度的情况。当检
m一灌砂前灌砂筒内砂的质量(g);
测结果处于规范限附近时,准确地说,处于不确定区时
m一灌砂后,灌砂筒内剩余砂的质量(g)
就无法判定其合格或不合格。这个区域的大小与测量不
(ms -m
灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙表面
确定度直接相关。因此合理评定压实度的测量不确定,间砂的合计质量(g)。
对路基路面的质量评定或验收具有重要意义。本文在击
(式3
实试验的最大干密度的测量不确定度评定的基础上
m。=m-m2-m3(式4)
结合JJF1059-1999《測量不确定度评定与表示》对
ma一标定罐中砂的质量(g);
JTGE60-2008《公路路基路面现场测试规程》中挖坑
V-一标定罐的体积(cm)
灌砂法测定压实度的测量不确定度进行评定。
n2一灌砂筒下部圆锥体内砂的质量(g)
2测量原理和方法
m一灌砂入标定罐后,灌砂筒內剩余砂的质量
挖坑灌砂法基本原理是利用粒径0.30~0.60m清(g)。
洁、均匀的量砂,从一定高度自由下落到试洞内,即用标3.2试坑材料的干密度
准砂来置换试洞中的集料,按砂的松方密度不变的原理
(式5)
来测量试洞的容积,并结合集料的含水量来推算出试样
1+0.01w
的实测干密度。现场干密度除以同种材料击实的最大干
式中:
密度即是压实度。
干密度(g
含水量(%)
3数学模型和不确定度来源分析
m,"~m
3.1试坑材料的湿密度
100(式6
p=业×p、(式1)
式中
式中
m-一铝盒或方盘的质量(g)
p、一湿密度(g/cm);
铝盒或方盘与湿稳定材料的合质量(g)
万方数据
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n2一铝盒或方盆与干稳定材料的合质量(g)
+u+u+u。(式17)
合并式1、式3、式5公式得
计算过程:
m
a,、(式7)
本实验室采用的显示分度值为0.1g的天平,查该
mnV(1+0.01w)
天平的校准证书可知,检定的分度值(精确度)为1.0g:
由合并公式7分析现场干密度p。测量不确定度
ur=l. Og.
的来源主要有:重量、体积、含水量。
对试验中的m1、m2、m、m4、m、m、m,由2个操作员分
3.3试坑材料的压实度
别各重复测量10次,分别计算其标准差SD,取最大值
K=Pd×100(式8)
0.165g
0.165
K一一测试地点的施工压实度(%)
=0.052g
p。一由击实试验得到的试样的最大干密度
天平读数显示不稳定,读数分度值为0.1g,其服从
(8/cm,)
均匀分布
由公式8分析现场压实度K的测量不确定度的来
0.
0.058
源主要有:现场干密度p:和击实的最大干密度pc
4不确定度分量评定
在某一采用直径100m灌砂筒的现场干密度试验
中的数据
4.1重量方面分量
m1-2800.0g:m2=256.0g;m,=1412.7g
测量不确定的成分包括
m=1412.9g:m=2800.0g;m6=2780.1g;
称量的不确定度即天平的精确度,从天平
m。=1071.3g;m=1367.2g。
校准证书可查到;
按公式10、11、12计算可得
(2)um。一每个操作员在某个时间间隔重复进行测
dl Lne u Umdu5-u6fu=1.003
g
量时的不确定度,最坏的情况用于评估
un=1.737
式9)
uu=2.006g
4.2体积方面分量
(3)uo一如果天平读数显示不稳定,天平的可读
测量不确定的成分包括:
性应计算在内。
(1)u.一用于测量标定罐体积的量筒的校准证书
对于m、、顶、み、、皿的测量不确定度按下式进行中的标准不确定度
计算:
(2儿u
每个操作员在某个时间间隔重复进行测
u=u,,,u,+u( 10)
量标定罐体积时的不确定度,最坏的情况用于评估;
式11)
SD
式18)
m3 LP" m3rep nread
(式12)
对于V的测量不确定度按下式进行合成:
(式13)
(式19
vrep
s=u,+u+uaa(式14)
计算过程
(式15
本实验室采用250m1的量筒測量标定罐体积,从校
而m-D-B2-m、、,的灵敏系数为1,所以m,的准证书中可知
misread
2.0
测量不确定度为
1.0ml
(式16)
在20℃的情况下,由2名检测人员重复对标定罐
而m,=m-m,-(m。-u),m、m、m2、m的灵敏系数为1,所各测量10个数据,分别计算其标准差SD,取最大值
以m,的测量不确定度为
0.949ml
万数