Page 60 - 水利学报2021年第52卷第2期

不多见。由于受室内试验设备尺寸等限制，目前多是采用经过缩尺处理的模拟级配砂砾石进行试
验，试验结果不能反映现场实际，工程质量检测中易于出现相对密度大于 100%的情况，说明室内缩
尺试验方法得到的最大干密度已不适应于当今大型机械普遍应用的实际情况，继续按照原有试验方
法确定的最大干密度进行大坝填筑质量控制，与实际施工振动碾压条件不匹配，对大坝实际压实质
量的评定不利。有学者 ［9-19］ 采用室内缩尺模拟级配相对密度试验结果外推现场原级配土料最大、最小
干密度，但因缺少现场试验结果的验证，这些由室内小粒径模拟级配外推大粒径原级配得到的结果
是否反映实际情况也存在疑虑，尤其是不同的外推方法的适用性均存在局限性 ［26］ 。
2.2 现场大型相对密度试验 现场大型相对密度试验是在现场采用大型相对密度桶确定不同 P 含量
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原级配砂砾石的最小干密度指标（松填法），采用大坝实际施工碾压机械进行振动碾压的方式确定最
大干密度指标。中国水利水电科学研究院结合新疆的阿尔塔什面板砂砾石坝（最大坝高 164.8 m），玉
龙喀什混凝土面板堆石坝（最大坝高 230.5 m），大石峡面板砂砾石坝（最大坝高 247.0 m）和大石门沥青
心墙砂砾石坝（最大坝高 128.8 m）等工程，开展了原级配筑坝砂砾石现场相对密度试验，确定了不同
P 含量砂砾石的最大、最小干密度，研究了原级配砂砾石的压实特性。从现场开展的相关试验分
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析，砂砾石的最大、最小干密度均表现出随 P 含量增加而先增加、后减小的趋势，存在最优 P 含
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量，且不同料性砂砾石的最优 P 含量也有所不同，但其区间大致上在 70% ~ 85%附近。例如卡拉贝
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利筑坝砂砾石为 69.0%左右，阿尔塔什和玉龙喀什筑坝砂砾石为 76.0%左右，大石峡筑坝砂砾石为
78.0%左右。
2.3 两种试验方法成果对比分析 由于不同相对密度试验方法得到的控制干密度存在差异，如何具
体确定其施工质量检测标准（以干密度表示）一直是困扰坝工界的难题。为了评估室内和现场相对密
度试验方法对最大、最小干密度的影响，结合阿尔塔什和卡拉贝利等国家重点工程，开展了室内和
现场相对密度试验对比研究，试验结果见表 2—3 所示，表 4 为某工程现场和室内相对密度试验结果
的对比 ［27］ ，绘制成图见图 1—3 所示。

表 2 阿尔塔什水利枢纽工程现场密度桶法和室内相对密度试验结果对比

P 5含量/% 70 75 77.8 80.7 83.6 86.5
现场密度桶法
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最大干密度/(g/cm ) 2.362 2.421 2.425 2.397 2.368 2.339
（原级配料）
最小干密度/(g/cm ) 3 1.977 2.058 2.057 2.018 1.976 1.945
P 5含量/% 70 75 77.8 80.7 83.6 86.5
室内表面振动法
最大干密度/(g/cm ) 3 2.355 2.415 2.406 2.383 2.344 2.312
（最大粒径 100mm）
最小干密度/(g/cm ) 3 1.983 2.051 2.043 2.014 1.986 1.952
P 5含量/% 69 72 75 78 81 87
室内振动台法
3
最大干密度/(g/cm ) 2.250 2.280 2.320 2.330 2.290 2.230
（最大粒径 60mm）
最小干密度/(g/cm ) 3 1.900 1.950 1.980 2.000 1.970 1.880
表 3 卡拉贝利水利枢纽工程现场和室内相对密度试验结果对比

P 5含量/%
65 70.3 74.8 79.3 83.8 88.3
现场密度桶法 最大干密度/(g/cm ) 3 2.351 2.403 2.429 2.425 2.407 2.375
（原级配料） 最小干密度/(g/cm ) 3 1.984 2.019 2.04 2.033 2.018 1.988
室内表面振动法 最大干密度/(g/cm ) 3 2.345 2.402 2.418 2.41 2.388 2.343
（最大粒径 100mm） 最小干密度/(g/cm ) 3 1.99 2.021 2.039 2.021 1.988 1.952

由表 2—4 及图 1—3 可知，现场密度桶法试验的最大干密度总体上要大于室内表面振动法试验的
结果，且随着 P 含量的增大，这种差异总体上越明显。如阿尔塔什筑坝砂砾石上包线（P 含量为
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70%）到最优 P 含量级配（P 含量为 77.8%）之间，现场试验最大干密度比室内试验值仅高约 0.06 ~
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0.019 g/cm ，而从最优 P 含量级配到下包线级配之间，随着 P 含量的增大，现场和室内试验最大干
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