生石灰粉处理过湿土的掺量计算和强度特性

生石灰粉处理过湿土的掺量计算和强度特性

[文] 李俊

上海市市政工程研究院

［摘要］

本文通过理论和试验分析，对生石灰粉处理后，过湿土的含水量变化进行了分析，得到了含水量变化与石灰剂量、有效钙含量和原状土含水量等之间的相关关系，并据此对过湿土处理的生石灰粉掺量计算进行了分析研究。通过实测，对处理后的土路基强度特性进行了研究分析，建立了上路床处理后的土路基顶面回弹模量与弯沉之间的相互关系，可供设计和施工参考使用。

［关键词］

过湿土生石灰粉含水量

回弹模量

一、概述

随着高等级公路的迅速发展及对土路基强度和稳定性认识的提高，采用石灰处理土路基已十分普遍。石灰处理土是通过在土中掺入石灰（熟石灰或生石灰）来获得土基强度的提高。根据处理的目的不同和石灰掺入量的不同，石灰处理土可分为石灰稳定土和石灰改善土。石灰稳定土是通过掺入足够剂量的石灰，经过土中火山灰物质的凝硬性反应，得到足够的强度，一般用于道路结构的底基层或基层的处理中。

石灰改善土是通过较低的石灰掺量，经过离子交换，引起土的絮凝作用或结构重组，提高土的工作性能和抗剪强度，使土基能在较经济的情况下达到充分压实的目的，并能够承受其上层摊铺时的施工机械作用。对于江南潮湿地区，因其一般地下水位较高，雨水较多，土壤一般呈过湿状态，往往难以达到土基规定的压实要求，对道路路面结构的承载能力和整体稳定性带来不良后果，且不利于垫层或基层的规范施工，采用低剂量的磨细生石灰粉处理能够比较经济而有效地改变这种状况，生石灰粉的掺量一般不取决于土基强度的提高，而取决于施工用土的天然含水量。

二、生石灰粉对过湿土含水量的影响

掺入磨细生石灰粉对过湿土含水量的影响，从以下几个方面反映出来：

1、磨细生石灰粉掺入土中后，直接使土中的干料增加，从而使土中的含水量降低δw1。土中干料的增加量即为掺入土中的生石灰粉的重量pc：

△p1＝pc＝αp0

α--------生石灰粉掺量，α＝pc/ p0 ，％；

p0 --------掺入生石灰粉的过湿土中的干土重，g。

2、生石灰粉掺入过湿土中，其有效氧化钙cao与土中的水分发生化学反应，生成氢氧化钙ca(oh)2，反应式如下：

cao + h2o ----→ca(oh)2+62.80千焦/mol

上述化学反应为放热反应。在反应过程中，生石灰中有效的氧化钙cao将吸收土中的水分为：△w2＝0.32θpc = 0.32θαp0

式中：△w2 ------- 被生石灰吸收的过湿土水分，g；

θ -------- 生石灰中有效钙含量，％；

pc -------- 过湿土中掺入的磨细生石灰粉重，g。

3、生石灰粉中的游离氧化钙cao与水发生化学反应，生成氢氧化钙ca(oh)2，使固体成分增加，从而使含水量降低。固体成分的增加量即为土中水分的减少量，即△p2＝△w2＝0.32θpc=0.32θαp0。

4、石灰土在拌和、闷料过程中水分蒸发引起含水量变化。这种水分蒸发产生于二方面的作用：一是拌和、闷料过程中水分的自然蒸发，就如晾土一样；二是石灰土在化学反应过程中产生大量热量，加速水分蒸发，这种蒸发对过湿土含水量的影响更为重要。

假设自生石灰粉掺入过湿土中拌和至碾压这段时间，水分蒸发量为△w3，引入蒸发系数η，其定义为因掺入生石灰引起的水分蒸发量与生石灰消解水化反应对水分的吸收量之比。则掺入量为α，有效cao含量为θ的生石灰造成土中含水量减少为：

△w3＝η·△w2 (2-1)

△w3＝0.32·η·α·θ·p0 (2-2)

汇总以上四个因素，设湿土中的水分为w0，湿土中的干土重为p0，湿土的原始含水量为w0＝w0/ p0，则按掺量α掺入土中的磨细生石灰粉，引起过湿土的含水量下降，可按下式计算式中：

dw1＝a . w0 (2-4)

可看作由于生石灰粉加入土中使干料增加引起土的含水量降低；

dw2＝0.32 . q . a . (1+w0)=dw2+dw2 (2-5)

可看作由于生石灰粉吸水和ca(oh)2增加引起的土含水量降低；

dw3＝0.32 . h . q . a (2-6)

可看作因生石灰粉消解发热导致土中分蒸发使之含水量降低。

三、蒸发系数的实验室测定分析

从以上含水量变化公式可以看到，生石灰粉掺入土中，因水化放热引起土中水分蒸发，对土的含水量影响是比较大的。为此我们对水分蒸发进行了实验室试验。试验是在气温

22±2℃、湿度60～70％的条件下进行的。试验过程采用了三种生石灰粉掺量（4％、7％、10％），所用生石灰粉的有效钙含量经测定为74％，试验结果如表3-1。

实测结果显示，因为石灰土中水分蒸发，主要与水化放热有关，故石灰土的水分蒸发损失量随石灰掺量的增大而增大，且原状土的含水量大，则蒸发也大，如图3－1所示。

对上述结果进行拟合回归，可得石灰土水分蒸发量δw3的计算模型如下：

dw3＝(71a＋7) w0-4.36a-0.6 （％）(3-1)

利用公式(2-6)，可得蒸发系数

以上两式中，a、q、w0均以小数计

通过计算，我们看到，蒸发系数随原状土的增大而增大，但因蒸发系数是生石灰粉与土发生化学反应引起水分蒸发量与吸水量之比，故蒸发系数反随石灰掺量的增大而减小，尽管蒸发掉的水分是增大的。

以4％石灰（有效钙70％）掺量为例，当原状土含水量为26％左右时，蒸发系数可取η＝2。

此外，水分蒸发需要一个时间过程。试验表明，过湿土中掺加生石灰粉后，其水分蒸发

在最初2～3个小时内最大，约占所测20个小时蒸发量的50％以上，如图3－2。

应该看到，在施工现场，水分蒸发要受到空气、温度、阳光、风力、湿度以及施工现场所处的地理位置等的影响，这些影响又是随时变化的，要准确估计水分蒸发或测算蒸发系数是非常困难或不现实的。通过实验室控制的单一的试验条件，得到的水分蒸发和蒸发系数，可能与施工现场的实际情况有所不同，但它对于我们估算实际的蒸发情况，从而确定所需的石灰掺量，还是具有一定的参考和帮助作用的。

四、含水量变化的计算与实验室验证

上节对因生石灰水化放热反应引起过湿土内水分蒸发进行了实测分析，由此我们可以利用式（2-3）计算含水量的变化，如表4－1，并将计算结果与实验室结果进行了验证，如图4－1～4－5所示。

通过比较可以看到，采用式(2-3)对含水量的变化进行计算与实测结果吻合良好，仅个别不正常点两者所得含水量变化的误差超出1%。由此可见，采用（2－3）计算公式，可有效的计算生石灰粉对过湿土含水量的影响。

五、石灰土的压实特性

众所周知，土的压实特性可以通过葡氏击实曲线来了解，实际施工时，应在最佳含水量附近进行，这样才能使土获得最大的干密度，从而保证土基的强度稳定性。掺加了生石灰的石灰土，其击实曲线与原状土是不一样的。击实曲线在道路工程中分轻型和重型二种，根据本文研究的目的，我们主要对重型击实下的土与石灰土的最佳含水量、最大干密度进行分析比较。图5－1，图5－2代表了实验室对二种较具代表性土壤在不同石灰掺量下的击实曲线。

实验结果证明，土中掺入石灰后，最大干密度降低，而最佳含水量提高；石灰剂量增大，最大干密度降低，最佳含水量提高。

表5－1列举了实验室测得的部分素土和石灰土的最大干密度、最佳含水量。

实测数据显示，与素土相比，对于4％掺量的石灰土，最佳含水量增加约1～2％；对于10％掺量的石灰土，最佳含水量增加约2～3％。

此外，从图5－1和图5－2可以看出，石灰土的击实曲线比素土平坦，即压实含水量的范围比素土更宽。以施工要求95％的压实度作为控制，石灰土的压实含水量上限约可比素土增加1％左右。

综合上述分析，由于最佳含水量及击实曲线宽度的增加，石灰土的施工压实含水量比素土可增加约为：

4％石灰土：约2～3％

10％石灰土：约3～4％

六、生石灰粉处理过湿土的掺量计算

生石灰粉掺入过湿土中后，能降低土的含水量，改变土的压实特性，综合此两方面的作用，可以获得为满足施工压实要求的生石灰粉合理掺量。

首先，将素土的压实含水量提高2～4%（视石灰掺量而定，石灰掺量低取低值，石灰掺量高取高值），作为石灰土的施工压实含水量。然后通过式（2－3）利用下式（6－1），计算所需的生石灰粉掺量。

式中：w0---原过湿土含水量（以小数计）

w1---石灰土的施工压实含水量（以小数计）

θ---生石灰粉中的活性cao含量(以小数计)

η---蒸发系数，可按式3-2计算或从表3-2查取

前表4－1已计算了各种含水量的素土在不同的石灰掺量和有效钙含量情况下的含水量减少值。实际应用中，可根据所购石灰的有效钙含量、原状土含水量及所需含水量减少量反

查需掺加的石灰掺量。

表6－1即为根据上述方法反查计算生石灰粉掺量的一个实例。该表中所取土最佳含水量16％，压实含水量上限可取18％，生石灰粉掺量4％时取压实临界含水量21％。

七、石灰处理土的强度特性

1、石灰处理土的cbr值提高

经过生石灰粉处理的土，其cbr强度将得到很大的改善，这在上海地区尤其重要。上海地区的土壤浸水cbr值一般在8％以下，较难达到部颁规范对高等级道路的要求，经过生石灰粉处理后，浸水cbr值可提高到30％以上（表7－1、表7－2）。

在饱水过程中同时的膨胀试验显示，石灰土的浸水膨胀量约为素土的1/30～1/50，这也从一个侧面反映了石灰土的水稳定性比素土好得多。

2、石灰处理土路基的回弹模量

在上海地区，未经处理的土路基，回弹模量是很低的，一般在25mpa以下。经过生石灰粉处理的土路基，回弹模量可以得到很大的提高，这对于提高路面结构的强度、减薄面层结构厚度有一定的实用和经济价值。

表7－3是素土和上路床处理后的石灰土路基现场回弹模量的实测值。表中数值是在晴朗天气条件下测定，石灰土龄期在30天左右。

从实测结果看，石灰土上路床的回弹模量变化范围较大，高石灰粉掺量（7％）的回弹模量比低石灰粉掺量（4％）要好。另一方面，因上路床只有30cm，其顶面的回弹模量很大程度上还要受到下路床压实状态、模量大小的影响，这也是造成其模量变化较大的原因。

经过生石灰粉处理的石灰土上路床顶面的回弹模量变化在33.9mpa～177.8mpa，剔除特别好的和特别差的数值，实测回弹模量在40 mpa ～140 mpa，平均86mpa，标准偏差36 mpa，按85％的概率考虑实测值的波动界限，回弹模量可取值50mpa。该值既未考虑模量随龄期的继续增长，也未考虑不利季节模量的降低。

3、石灰土路基的弯沉测定

石灰土路基上路床施工完毕，进行弯沉测定是相当重要的。弯沉值能够反映路基结构的整体强度、施工质量。弯沉测定比模量测定更快速简便。通过弯沉测定可以反算路基上路床顶面的回弹模量值，以决定是否维持或更改原路面结构的设计，或根据原设计模量值，检查和控制施工水平和施工质量。

为利用弯沉值评价石灰土路基的强度状况，建立弯沉与回弹模量之间的关系是必要的。

对于未经处理的土路基，按照现行规范，其弯沉和模量的关系有三种计算公式可作参考：

1) 理论公式：

e0=1000×2pd/l0×（1－m02）a0 （7－1）

《公路沥青路面设计规范jtj014－97》

2) 根据全国各地经验关系式汇总：

e0=2430l0-0.7 （7－2）

《公路沥青路面设计规范jtj014－97》

3) 根据某几段竣工土基上的实测数据回归分析后的关系式：

l0＝9308 e0-0.938 （7－3）

《公路路面基层施工技术规范jtj034－93》

以上各式中：e0代表土基回弹模量(mpa)，l0代表土基标准车弯沉(0.01mm)，p为标准车单轮轮胎接地压强(mpa)，(为当量圆半径(cm)，(0代表土的泊松比(取0.35)，(0为均匀体弯沉系数(取0.712)。

利用以上三个关系式计算时，在e0=40～60mpa时，l0比较接近；或在l0=1.5～3mm 时，e0比较接近。

当路基上路床采用生石灰粉处理以后，其弯沉与模量之间是否还能套用土路基的关系式，即使能套用，上述三个关系式哪一个更合适，或者我们可以找到更好的关系式，来反映这种情况下的路基顶面弯沉与模量的关系。

为此，我们在作石灰土路基上路床顶面回弹模量测定时，同时测定了模量测定点的回弹弯沉值。

实测结果显示，石灰土上路床顶面的回弹模量与相应的回弹弯沉具有良好的相关关系（见图7-1），相关系数达到0.95(n=15)。相关关系式为：

l0＝28803 e0-1.1382 (7-4)

利用这一关系式，可以对生石灰粉处理的上路床顶面进行弯沉检验时的弯沉指标计算。

图7-2是关系式（7-4）与规范参考关系式（7-2）、（7-3）的对照。

从对照图（7-2）我们发现，在模量较低时与规范关系式（7-2）较接近；在模量较大时，与规范关系式（7-3）较接近。

利用实测关系式（7-4），在相同模量时，计算得到的弯沉值比规范参考公式计算所得大得多；或在弯沉相同时，实测公式计算得到的模量比规范计算公式所得大得多。

4、石灰处理土的无侧限抗压强度

石灰处理土在碾压以后，一般三天在湿润条件下的强度即可达0.15～0.30mpa。石灰本身并没有强度，石灰土获得强度的原因是其中的石灰逐渐与土的组份起作用而形成新的凝胶化合物结构。土同石灰起作用的两种主要成分是氧化铝和二氧化硅。这一作用是缓慢而长期的，其化学反应式如下：

sio2＋x ca(oh)2＋n h2o→x cao·sio2·m h2o

al2o3＋ca(oh)2＋n h2o→cao·al2o3·m h2o

从以上反应式可见，石灰与土在长期化学作用而形成强度过程中，需要许多水分，这是石灰土碾压成型后需要湿润养生的原因。

表7－4是室内不同掺量的石灰土7天、35天、180天饱水抗压强度。试验采用φ7×7试件成型，按最大干密度计算石灰土用料。试件在无侧限抗压前饱水1天。

石灰土随龄期的增长显示于图7－3。

石灰土强度试验结果显示：（1）就无侧限强度而言，并非石灰剂量越高越好，当石灰剂量达到一定程度时，强度反而下降；（2）石灰土后期强度增长较大，6个月时强度仍呈继续增长趋势。

八、石灰处理过湿土的经济意义

对过湿土采用生石灰粉处理，表面上看，由于掺加了生石灰粉，提高了工程造价，但实际上，过湿土由于采用了磨细生石灰粉处理，可以带来很多经济利益。

1、生石灰粉处理过湿土可以有效地缩短工期

过去，对于过湿土的处理只能采用换料或翻拌晾晒。更换填料一方面因不能就地取材、就近用料而增加工程费用，另一方面，上海地区周边的土源天然含水量均很高，实际上都是过湿土，无料可换，一般只能对不良土（如淤泥土等）进行更换。翻拌晾晒需要时间，影响工期，尤其是上海雨水较多的情况下，翻拌晾晒难度更大，对工程影响更甚。有时候，为了获得符合规定要求的含水量，常常需要等待几个月，甚至半年，这也是过去上海一直采用轻型压实标准的缘故。

随着重型压实标准的提出，翻拌晾晒难度更大。采用生石灰粉处理以后，对土的含水量要求不再苛刻，一般只要有3～5天的下雨间隙，石灰土施工即可正常进行，从而大大地缩短了施工工期。

在上海城市外环线道路工程一期路基施工时，正值上海几十年未遇的雨水高峰。从1997年10月下旬至次年5月，正值路基准备施工时，下雨过程一直不断，且多为大雨和暴雨，

如果按过去晾晒等待的话，将大大地影响施工工期，结合本研究成果，采用生石灰粉处理以后，利用下雨过程的3～5天间隙，抓紧进行翻拌、处理和碾压，顺利地保证了土路基施工按时完成。经过生石灰粉处理后的土路基，碾压结束再有1～2天的养生，即对雨水具有较强的抵抗能力，这又是一般土路基所不能比拟的。

在沪杭高速公路（上海段）的建设中，为了减少高路堤填土的工后沉降，需要进行堆载预压。要达到堆载预压的效果，需要充分的预压时间。在总工期受到限制的情况下，要保证预压时间，就要缩短土路基的施工工期；但要保证土路基的施工质量，同样需要有足够的施工周期，这就要压缩堆载预压时间，这是一对矛盾。由于采用了生石灰粉处理，大大地压缩了土路基的施工工期，解决了堆载预压的时间问题，从而保证了高路堤填土的工后沉降控制，使沪杭高速公路得以在规定时间内高质量地完成。

2、采用生石灰粉处理后的土更容易压实

众所周知，土体压实是通过外力压实功的作用，排除土中空气实现的。一般来说，土的含水量超出相应压实功能的最佳含水量±3％时，便很难压实到所需的压实度。当含水量大时，外力不能直接作用于土粒，而只能传给土粒周围的水分或封闭的空气，此时，尽管花费很大的压实功，也难以改变土粒的原来状况。若盲目地继续施加更大的外力，不但不会明显地增加土的密实度，反而使土体产生剪切破坏，而导致“弹簧”现象。但湿土掺入生石灰粉后，使土的含水量减少，改变了土的带电状态，土粒表面水膜减薄，分散性增强，内磨阻力提高，封闭空气减少，并且通过离子交换，加强了土壤颗粒的联结靠拢作用，在外力作用下，土颗粒之间更容易产生相对位移，土中空气容易排除，从而使土体更容易压实。

路基的容易压实，不但缩短了碾压工期，节省了碾压所需的机械台班，且大大减少了土路基压实经常出现的“弹簧”现象，减少了返工损失。

3、强度提高对路面结构具有积极作用

通过掺加生石灰粉，改变了过湿土的压实性质，并提高了路基的cbr值和回弹模量，在设计中加以考虑，就可以减少基层的设计厚度。根据计算，当土基模量从25mpa提高到45mpa 时，三渣基层厚度约可减少5～10cm。若维持三渣基层厚度不变，则路面结构的整体强度可以得到不小的提高。

九、结论

1、处理过湿土路基有许多方法可供选择，针对潮湿地区土壤天然含水量高、稠度低、难以压实的特点，采用低剂量的磨细生石灰粉处理是比较合适的。

2、掺加生石灰粉对路堤填土含水量的降低具有明显的作用，这种作用是干料增加、水化吸水、放热蒸发的综合影响。可以通过理论分析和实测数据的结合，建立相关关系，用以估算生石灰粉所需掺量。实际应用时可根据气候条件、光照情况和风力因素进行适当调整。

3、水分蒸发对过湿土含水量影响很大，通过实验室控制条件下获得的蒸发系数计算方法，可作进一步研究和实际应用参考。

4、掺加生石灰粉后，不仅降低了过湿土的含水量，改变了土的压实特性，保证了土路基能够达到规范规定的要求，而且缩短了工期，提高了土基强度、回弹模量和水稳定性，从而对整个道路路面结构产生积极影响。

5、石灰土路基回弹模量和回弹弯沉之间存在良好的相关关系，利用实测关系式可以计算弯沉检验标准（容许弯沉），用以检查评定。该计算关系式可能比规范推荐公式更接近实际。

参考文献

1、陈道才等译，“国外道路工程手册”；

2、李春辉，“浅谈软土地基区过湿土路基填筑施工”，《1996年道路工程“高等级公路与科技

进步”学术会议论文集》；

3、张奎鸿、李俊、王士林，“上海地区常用路堤材料cbr值研究”。《华东公路》1999年，no5.

4、陈炳麟等译，“路面设计原理”；

5、交通部“公路工程质量检验评定标准jtj071－98”；

6、交通部“公路路面基层施工技术规范jtj034－93”；

7、交通部“公路沥青路面设计规范jtj014－97”。

土的抗剪强度试验方法(经典)

土的抗剪强度试验方法 【中国地质大学（武汉）工程学院】 抗剪强度指标c、φ值，是土体的重要力学性质指标，正确地测定和选择土的抗剪强度指标是土工计算中十分重要的问题。 土体的抗剪强度指标是通过土工试验确定的。室内试验常用的方法有直接剪切试验、三轴剪切试验；现场原位测试的方法有十字板剪切试验和大型直剪试验。 一、直接剪切试验 (一)试验仪器与基本原理 直剪试验所使用的仪器称为直剪仪，按加荷方式的不同，直剪仪可分为应变控制式和应力控制式两种，前者是以等速水平推动试样产生位移并测定相应的剪应力；后者则是对试样分级施加水平剪应力，同时测定相应的位移。目前常用的是应变控制式直剪仪（示意图）。 试验时，垂直压力由杠杆系统通过加压活塞和透水石传给土样，水平剪应力则由轮轴推动活动的下盒施加给土样。土体的抗剪强度可由量力环测定，剪切变形由百分表测定。在施加每一级法向应力后，匀速增加剪切面上的剪应力，直至试件剪切破坏。 将试验结果绘制成剪应力τ和剪切变形S的关系曲线（见图5-9）。一般地， 。 将曲线的峰值作为该级法向应力下相应的抗剪强度τ f

变换几种法向应力σ的大小，测出相应的抗剪强度τ f 。在σ-τ坐标上，绘制曲线，即为土的抗剪强度曲线，也就是莫尔-库伦破坏包线，如图5-10所示。 (二)试验方法分类 为了在直剪试验中能尽量考虑实际工程中存在的不同固结排水条件，通常采用不同加荷速率的试验方法来近似模拟土体在受剪时的不同排水条件，由此产生了三种不同的直剪试验方法，即快剪、固结快剪和慢剪。 （1）快剪。快剪试验是在土样上下两面均贴以腊纸，在加法向压力后即施加水平剪力，使土样在3~5分钟内剪坏，由于剪切速率较快，得到的抗剪强度指标用 c q 、φ q 表示。 （2）固结快剪。固结快剪是在法向压力作用下使土样完全固结。然后很快施加 水平剪力，使土样在剪切过程中来不及排水，得到的抗剪强度指标用c cq 、φ cq 表示。 （3）慢剪。慢剪试样是先让土样在竖向压力下充分固结，然后再慢慢施加水平剪力，直至土样发生剪切破坏。使试样在受剪过程中一直充分排水和产生体积变 形，得到的抗剪强度指标用c s 、φ s 表示。

抗剪强度得试验方法

第三节抗剪强度得试验方法 一、直接剪切试验 适用范围：室内测定土的抗剪强度，是最常用和最简便的方法 仪器：直剪仪 直剪仪分类：分应变控制式和应力控制式两种 应变控制式直剪仪的试验方法简介：通过杠杆对土样施加垂直压力p后，由推动座匀速推进对下盒施加剪应力，使试样沿上下盒水平接触面产生剪切变形，直至剪破。通常取四个试样，分别在不同σ下进行剪切，求得相应的τf。绘制τf -σ曲线。 【讨论】直剪试验为何要取四个原状土样？ 破坏强度τf的判定： 较密实的粘土及密砂土的τ-△l曲线具有明显峰值，如图中曲线1，其峰值即为破坏强度τf；对软粘土和松砂，其τ-△l曲线常不出现峰值，如图中曲线2，此时可按以剪切位移相对稳定值b点的剪应力作为抗剪强度τf。 按排水条件分： 快剪（不排水剪） 固结快剪（固结不排水剪） 慢剪（排水剪） 1、快剪（不排水剪） 这种试验方法要求在剪切过程中土的含水量不变，因此，无论加垂直压力或水平剪力，都必须迅速进行，不让孔隙水排出。 适用范围：加荷速率快，排水条件差，如斜坡的稳定性、厚度很大的饱和粘土地基等。

2、固结快剪（固结不排水剪） 试样在垂直压力下排水固结稳定后，迅速施加水平剪力，以保持土样的含水量在剪切前后基本不变。 试用范围：一般建筑物地基的稳定性，施工期间具有一定的固结作用。 3、慢剪（排水剪） 土样的上、下两面均为透水石，以利排水，土样在垂直压力作用下，待充分排水固结达稳定后，再缓慢施加水平剪力，使剪力作用也充分排水固结，直至土样破坏。 适用范围：加荷速率慢，排水条件好，施工期长，如透水性较好的低塑性土以及再软弱饱和土层上的高填方分层控制填筑等等。 直剪仪特点：构造简单，试样的制备和安装方便，且操作容易掌握，至今仍被工程单 位广泛采用，。 【讨论】直剪仪的不足： ①剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面不符合实际情况，也即剪切面不一定是试样抗剪能力最弱的面； ②试验中不能严格控制排水条件，不能量测土样的孔隙水压力的变化； ③由于上下盒的错动，剪切面上的剪应力分布不均匀，而且受剪切面面积愈来愈小。 ④试验时上下盒之间的缝隙中易嵌入砂粒，使试验结果偏大。 ***以下为试验过程 1、取样要求：用环刀取，环刀面积不小于30cm 2，环刀高度不小于2cm ，同一土样至少切取4个试样。 2、试验方法 （1）快剪（q ）：试样在垂直压力施加后立即进行快速剪切，试验全过程都不许有排水现象产生。 （2）固结快剪（cq ）：试样在垂直压力下经过一定程度的排水固结后，再进行快速剪切。 （3）慢剪（s ）：试样在垂直压力排水固结后慢慢的进行剪切，剪切过程中孔隙水可自由排出。 试验结果：一般情况下，快剪所得的?值最小，慢剪所得的?值最大，固结快剪居中。 3、指标计算 直接剪切试验的结果用总应力法按库仑公式?στtg c f +=，计算抗剪强度指标。

螺栓剪切强度计算

螺栓剪切强度计算一、基本公式 mm M1螺栓的应力截面积：0.462 mm M2螺栓的应力截面积：2.072 mm M3螺栓的应力截面积：5.032 mm M4螺栓的应力截面积：8.782 mm M5螺栓的应力截面积：14.22 mm M6螺栓的应力截面积：20.12 mm M8螺栓的应力截面积：36.62 mm M10螺栓的应力截面积：582 mm M12螺栓的应力截面积：84.32 mm M14螺栓的应力截面积：1152

mm M16螺栓的应力截面积：1572 mm M18螺栓的应力截面积：1922 mm M20螺栓的应力截面积：2452 mm M22螺栓的应力截面积：3032 mm M24螺栓的应力截面积：3532 mm M27螺栓的应力截面积：4592 mm M30螺栓的应力截面积：5612 mm M33螺栓的应力截面积：6942 mm M36螺栓的应力截面积：8172 mm M39螺栓的应力截面积：9762 二、螺栓代号含义 8.8级螺栓的含义是螺栓强度等级标记代号由“?”隔开的两部分数字组成。标记代号中“?”前数字部分的含义表示公称抗拉强度，碳钢：公制螺栓机械性能等级可分为：3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8 、13.5 1 、螺栓材质公称抗拉强度达800MPa级；（第一个8） 2、螺栓材质的屈强比值为0.8；（第二个8就是0.8） 3、螺栓材质的公称屈服强度达800×0.8=640MPa级 三、剪应力和拉引力关系 实验证明，对于一般钢材，材料的许用剪应力与许用拉应力有如下关系： 塑性材料[t]=0.6-0.8[b]；脆性材料[t]=0.8-1.0[b] 四、零件应力取值 机械设计或工程结构设计中允许零件或构件承受的最大应力值。要判定零件或构件受载后的工作应力过高或过低，需要预先确定一个衡量的标准，这个标准就是许用应力。凡是零件或构件中的工作应力不超过许用应力时，这个零件或构件在运转中是安全的，否则就是不安全的。许用应力是机械设计和工程结构设计中的基本数据。在实际应用中，许用应力值一般由国家工程主管部门根据安全和经济的原则，按材料的强度、载荷、环境情况、加工质量、计算精确度和零件或构件的重要性等加以规定。许用应力等于考虑各种影响因素后经适当修正的材料的失效应力（静强度设计中用屈服极限yield limit或强度极限strength limit疲劳强度设计中用疲劳极限fatigue limit）除以安全系数。塑性材料（大多数结构钢和铝合金）以屈服极限为基准,除以安全系数后得许用应力,即[σ]=σs/n（n=1.5~2.5）;脆性材料（铸铁和高强钢）以强度极限为基准，除以安全系数后得许用应力,即[σ]=σb/n(n=2~5)。(n为安全系数)

搅拌器功率计算

搅拌器功率计算 搅拌器功率分为运转功率和启动功率，运转功率是指远转时桨叶克服液体的摩擦阻力所消耗的功率；启动功率是指在启动时桨叶克服液体静止惯性所消耗的功率。 一、 运转功率计算 以平浆式为例： d n P i m 5 3 ???=ρξ转 式中：ξ m --- 常数项； ρ----- 液体密度，kg/m 3; n----- 桨叶转速，r/min; d i ---- 桨叶直径，mm; 根据对运转功率的进一步分析，得出如下结论： 1、 采用倾斜桨叶，在改善结构和降低运转功率方面都是有宜的。 2、 在搅拌跟多液体时，应首先考虑增加桨叶数量，而不应增加桨叶长度。 3、 实际运转功率大于理论功率，这是因为还存在其它阻力，因此应在计算功率的基础 上适当增加。 4、 容器内壁粗糙时，运转的实际功率应比计算功率增加10-30%。 5、 容器内有加热蛇管时，应增加2倍。 6、 容器内有挡板时，应增加2-3倍。 二、 惯性功率计算 d n P i b 4 393.1???=ρ阻 令b/ d i =a;b=a d i .则： d n P i a 5 393.1???=ρ阻 令k=1.93a.为常数项，则： d n P i k 5 3 ???=ρ阻 符号意义同上。 三、 总功率 搅拌器的总功率消耗P W 为： P W =P 转 +P 阻=d n i m k 5 3 )(???+ρξ 以此式计算的功率值在1kw 以上时误差叫小，小于1kw 时则与实际功率有较大出入，将以用一下数值对功率作调整：

当负荷功率≥1kw时，P实=（1.1-1.2）P W 当负荷功率≥0.1kw时，P实=（1-4）P W 当负荷功率≤0.1kw时，P实=10P W 当负荷功率≥0.1kw时，P实=（1-4）P W 如果只对功率作粗略估算，P W=（2-3）P转 电动机应选用防潮型、具有接触环的异步电动机，它具有较大的启动转矩，而一般的三相同步电动机是不适应的。 搅拌器形式适应条件 液体单位体积的平均搅拌功率的推荐值

岩土工程计算实例-按抗剪强度指标计算承载力

—岩土2010C9某建筑物基础承受轴向压力，其矩形基础剖面及土层的指标如右图所示，基础底面尺寸为1.5m ×2.5m 。根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值a f ，应与（ ）最为接近。 （A ）138kPa （B ）143kPa （C ）148kPa （D ）153kPa 【答案】B 【解答】根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011） （1）确定基础埋深： 1.5d m = （2）确定基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度，故318108.0/kN m γ=-= （3）确定基础底面以上土的加权平均重度m γ： 2=17.8 1.0=21.8/i i m m i i h d h kN m d γγγγ=→=?+?∑∑（18-10）0.5 （4）由表5.2.5，22k ?=，0.61, 3.44, 6.04c b d M M M === （5）根据公式（5.2.5）： 【评析】（1）根据式（5.2.5）按照土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值时，公式中的b 为基础短边尺寸，本题取b=min （1.5，2.5）=1.5m 。 （2）需要指出的是，5.2.5条文公式适用条件“当偏心距e 小于或等于0.033倍基础底面宽度”，此处的“基础底面宽度”为“与弯矩作用平面平行的基础边长”，与是否为“基础短边”或“长边”没有关系。 （3）基础底面以下土的重度γ，地下水位以下取浮重度；此处的“基础底面以下土”即“与基础底面接触部位的土”，而不是基础底面以下“所有土”的平均重度。 （4）基础底面以上土的加权平均重度m γ，是指“基础埋深范围内”的基础底面以上土，而

剪切计算及常用材料强度

2.剪切强度计算 (1) 剪切强度条件 剪切强度条件就是使构件的实际剪应力不超过材料的许用剪应力。 []s F A ττ= ≤ (5-6) 这里[τ]为许用剪应力，单价为Pa 或MPa 。 由于剪应力并非均匀分布，式(5-2)、(5-6)算出的只是剪切面上的平均剪应力，所以在使用实验的方式建立强度条件时，应使试件受力尽可能地接近实际联接件的情况，以确定试样失效时的极限载荷τ0，再除以安全系数n ，得许用剪应力[τ]。 []n ττ= (5-7) 各种材料的剪切许用应力应尽量从相关规范中查取。 一般来说，材料的剪切许用应力[τ]与材料的许用拉应力[σ]之间，存在如下关系： 对塑性材料： []0.60.8[]τσ= 对脆性材料： []0.8 1.0[]τσ= (2) 剪切实用计算 剪切计算相应地也可分为强度校核、截面设计、确定许可载荷等三类问题，这里就不展开论述了。但在剪切计算中要正确判断剪切面积，在铆钉联接中还要正确判断单剪切和双剪切。下面通过几个简单的例题来说明。 例5-1 图5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢，[τ]＝30MPa ，直径d=20mm 。挂钩及被连接板件的厚度分别为t ＝8mm 和t 1＝12mm 。牵引力F=15kN 。试校核销钉的剪切强度。 图5-12 电瓶车挂钩及其销钉受力分析示意图 解：销钉受力如图5-12(b)所示。根据受力情况，销钉中段相对于上、下两段沿m-m 和n-n 两个面向左错动。所以有两个剪切面，是一个双剪切问题。由平衡方程容易求出： 2s F F = 销钉横截面上的剪应力为： 332151023.9MPa<[] 2(2010)4s F A ττπ-?===?? 故销钉满足剪切强度要求。 例5-2 如图5-13所示冲床，F max =400KN ，冲头[σ]=400MPa ，冲剪钢板的极限剪应力τb =360 MPa 。试设计冲头的最小直径及钢板最大厚度。

新建 闭水试验渗水量的计算公式

埋地管道严密性试验,应在试验压力下进行，按公式（2）、（3）实测渗水量，小于或等于按公式（4）、（5）、（6）、（7）计算的允许渗水量为严密性试验为合格。 管道内径小于或等于400 mm，且长度小于或等于1 km的管道在试验压力下，10 min压降不大于0.05 MPa时，为严密性试验合格。 严密性试验采用放水法时，实测渗水量按公式（2）计算。严密性试验采用补水法时，实测渗水量按公式（3）计算。 （2）qs=W/｛( T1- T2)*L0｝ （3）qs= W1/( T* L0) 上列式中： T——从开始计时至保持恒压结束的时间，min； W——表压下降0.1 MPa时经放水阀流出的水量，L； L0——试验管段长度，m； T1——未放水时从试验压力降压0.1 MPa所用的时间，min； T2——放水时从试验压力降压0.1MPa所用的时间，min； W1——恒压时间内（不少于2 h）补入管道的水量，L； qs——实测渗水量，L/min·m。 钢管内径Di＞250时，严密性试验允许渗水量按公式（4）计算。铸铁管Di＞150时，严密性试验允许渗水量按公式（5）计算。预应力、自应力混凝土管严密性试验允许渗水量按公式（6）计算。塑料管道严密性试验允许渗水量按公式（7）计算。 (4)Q＝0.05√Di (5)Q＝0.1√Di (6)Q＝0.14√Di （7）Q＝0.4Pf·Di 上列式中：Q——允许渗水量，L／min·km； Di——管道内径，mm； Pf——试验压力，MPa。 在GB50268-2008 给水排水管道工程施工及验收规范附录D 闭水法试验中有这样的公式 Q=W/(T*L) 式中Q=实测渗水量{L/(min.m)} W=补水量（L） T=实测渗水观测时间（min) 一般不小于30分钟 L=试验管段的长度（m） 我没做过这方面的计算，按我自己的思路，看行不行！ 依据你的实验方法可以这样推算补水量等于下降5MM的漏水量，井径按1M计算即漏水量为3.925L/(半小时)；则Q=3.925/(30*80)=0.001635L/(min.m)}=2.355（吨/天*公里） 另外根据规范如果是塑料管的话，允许渗水量计算公式为Q≤0.0046D 式中Q单位（吨/天*公里）D为管径单位MM 则允许渗水量为1.84（吨/天*公里）所以你上诉的管道闭水实验不合格，需施工方重新检查并补救后再进行二次闭水实验！ 算的真辛苦，望采纳诶！~

剪切力的计算方法

第3章 剪切和挤压的实用计算 3.1 剪切的概念 在工程实际中，经常遇到剪切问题。剪切变形的主要受力特点是构件受到与其轴线相垂直的大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对外力的作用(图3-1a)，构件的变形主要表现为沿着与外力作用线平行的剪切面(n m -面)发生相对错动(图3-1b)。 图3-1 工程中的一些联接件，如键、销钉、螺栓及铆钉等，都是主要承受剪切作用的构件。构件剪切面上的内力可用截面法求得。将构件沿剪切面n m -假想地截开，保留一部分考虑其平衡。例如，由左部分的平衡，可知剪切面上必有与外力平行且与横截面 相切的内力Q F (图3-1c)的作用。Q F 称为剪力，根据平衡方程∑=0Y ，可求得F F Q =。 剪切破坏时，构件将沿剪切面(如图3-la 所示的n m -面)被剪断。只有一个剪切面的情况，称为单剪切。图3-1a 所示情况即为单剪切。 受剪构件除了承受剪切外，往往同时伴随着挤压、弯曲和拉伸等作用。在图3-1中没有完全给出构件所受的外力和剪切面上的全部内力，而只是给出了主要的受力和内力。实际受力和变形比较复杂，因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析是困难的。工程中对这类构件的强度计算，一般采用在试验和经验基础上建立起来的比较简便的计算方法，称为剪切的实用计算或工程计算。 3.2 剪切和挤压的强度计算 3.2.1 剪切强度计算 剪切试验试件的受力情况应模拟零件的实际工作情况进行。图3-2a 为一种剪切试验装置的简图，试件的受力情况如图3-2b 所示，这是模拟某种销钉联接的工作情形。当载荷F 增大至破坏载荷b F 时，试件在剪切面m m -及n n -处被剪断。这种具有两个剪切面的情况，称为双剪切。由图3-2c 可求得剪切面上的剪力为 2 F F Q =

搅拌器的搅拌功率的基本计算方法及影响因素

搅拌器的搅拌功率的基本计算方法及影响因素 搅拌器向液体输出的功率P,按下式计算： P=Kd5N3ρ 式中K为功率准数，它是搅拌雷诺数Rej(Rej=d2Nρ/μ)的函数；d和N 分别为搅拌器的直径和转速；ρ和μ分别为混合液的密度和粘度。对于一定几何结构的搅拌器和搅拌槽,K与Rej的函数关系可由实验测定，将这函数关系绘成曲线，称为功率曲线（图7）。 搅拌功率的基本计算方法 理论上虽然可将搅拌功率分为搅拌器功率和搅拌作业 功率两个方面考虑，但在实践中一般只考虑或主要考虑搅拌器功率，因搅拌作业功率很难予以准确测定，一般通过设定搅拌器的转速来满足达到所需的搅拌作业功率。从搅拌器功率的概念出发，影响搅拌功率的主要因素如下。 ①搅拌器的结构和运行参数，如搅拌器的型式、桨叶直径和宽度、桨叶的倾角、桨叶数量、搅拌器的转速等。 ②搅拌槽的结构参数，如搅拌槽内径和高度、有无挡板或导流筒、挡板的宽度和数量、导流筒直径等。 ③搅拌介质的物性，如各介质的密度、液相介质黏度、固体颗粒大小、气体介质通气率等。 由以上分析可见，影响搅拌功率的因素是很复杂的，一

般难以直接通过理论分析方法来得到搅拌功率的计算方程。因此，借助于实验方法，再结合理论分析，是求得搅拌功率计算公式的惟一途径。 由流体力学的纳维尔-斯托克斯方程，并将其表示成无量纲形式，可得到无量纲关系式（11-14）。 Np=P/ρN&sup3;dj5=f（Re，Fr） 式中Np——功率准数 Fr——弗鲁德数，Fr=N&sup2;dj/g； P——搅拌功率，W。 式（11-14）中，雷诺数反映了流体惯性力与粘滞力之比，而弗鲁德数反映了流体惯性力与重力之比。实验表明，除了在Re﹥300的过渡流状态时，Fr数对搅拌功率都没有影响。即使在Re﹥300的过渡流状态，Fr数对大部分的搅拌桨叶影响也不大。因此在工程上都直接把功率因数表示成雷诺数的函数，而不考虑弗鲁德数的影响。 由于在雷诺数中仅包含了搅拌器的转速、桨叶直径、流体的密度和黏度，因此对于以上提及的其他众多因素必须在实验中予以设定，然后测出功率准数与雷诺数的关系。由此可以看到，从实验得到的所有功率准数与雷诺数的关系曲线或方程都只能在一定的条件范围内才能使用。最明显的是对不同的桨型，功率准数与雷诺数的关系曲线是不同的，它们的Np-Re关系曲线也会不同。

地基土抗剪强度指标C、φ值的确定

地基土抗剪强度指标C、φ值的确定 1. 抗剪强度的物理意义及基本理论 土在外力作用下在剪切面单位面积上所能承受的最大剪应力称为土的抗剪强度。土的抗剪强度是由颗粒间的内摩察力以及由胶结物和水膜的分子引力所产生粘聚力共同组成。 在法向应力不大时，抗剪强度与法向应力的关系近似为一条直线，这就是抗剪强度的库仑定律。 S=c+σtanφ 2. 抗剪强度的试验方法 2.1室内剪切试验 包括直接剪切试验和三轴剪切试验，主要适用于粘性土和粉土，砂土可按要求的密度制备土样。 2.2 除土工试验以外其他确定抗剪强度C、Φ值的方法 2.2.1 根据原位测试数据确定抗剪强度C、Φ值的经验方法 (1) 动力触探 沈阳地区《建筑地基基础技术规范》（DB21-907-96）资料（深度范围不大于15m） 砂土、碎石土内摩察角标准值Φk (2) 标准贯入试验

国外砂土N与Φ的关系经验关系式主要有Dunhan、大崎、Peck、Meyerhof等研究的经验公式，见《工程地质手册》（第四版）P193。经试算（详见国外砂土标贯击数N与内摩察角Φ的关系（按公式计算））采用Φ值进行承载力特征值f ak计算时，对于粉、细砂采用Φ=（12N）0.5+15，对于中、粗、砾砂采用Φ=0.3N+27计算出的数值实际能较为吻合（N 为经杆长修正后的标贯击数）。根据计算成果，N与Φ的对应关系见下表： N与内摩察角Φ（度）的经验关系表 (3) 静力触探试验 《工程地质手册》（第四版）P210，砂土的内摩察角可根据静力触探参照下表取值。 砂土的内摩察角Φ 2.4.2 根据现场剪切试验确定抗剪强度C、Φ值 该方法成本较高，一般很少采用，主要用于场地稳定性评价，见《工程地质手册》（第四版）P234。粗粒混合土的抗剪强度C、Φ值通过现场剪切试验确定。 3. 岩土体抗剪强度指标的经验数据 3.1 土的抗剪强度指标经验数据 (1) 砂土的内摩察角与矿物成分和粒径的关系 (2) 不同成因粘性土的力学性质指标

搅拌器功率计算

搅拌器功率计算 搅拌器功率分为运转功率和启动功率， 运转功率是指远转时桨叶克服液体的摩擦阻力所 消耗的功率；启 动功率是指在启动时桨叶克服液体静止惯性所消耗的功率。 、 运转功率计算 以平浆式为例： 35 P 转 m n d i 式中：E m ---常数项； P 一 - 液体密度， kg/m 3 n -- 桨叶转速， r/min; d i --- - 桨叶直径， mm; 根据对运转功率的进一步分析，得出如下结论： 1、 采用倾斜桨叶，在改善结构和降低运转功率方面都是有宜的。 2、 在搅拌跟多液体时，应首先考虑增加桨叶数量，而不应增加桨叶长度。 上适当增加。 二、 惯性功率计算 令 k=. 为常数项，则： 符号意义同上。 总功率 令 b/ d i =a;b=a d i . 则： p 阻 1.93b 4 d i p 阻 1.93a 5 d i 搅拌器的总功率消耗 P W 为：P/=P 转 + P 阻=( k ) 35 n d i 3、 实际运转功率大于理论功率，这是因为还存在其它阻力， 因此应在计算功率的基础 4、 容器内壁粗糙时，运转的实际功率应比计算功率增加 10-30%。 5、 容器内有加热蛇管时，应增加 2 倍。 6、 容器内有挡板时，应增加 2-3 倍。 3 n d i

以此式计算的功率值在1kw以上时误差叫小，小于1kw时则与实际功率有较大出入，将以用一下数值对功率作调整: ()F W 当负荷功率》1kw时，P 实二 当负荷功率》时，P 实二(1-4 ) F W 当负荷功率w时， F 实=10F W F 实=(1-4 ) F W 当负荷功率》时， （2-3）P转 如果只对功率作粗略估算，P= 电动机应选用防潮型、具有接触环的异步电动机，它具有较大的启动转矩，而一般的三 相同步电动机是不适应的。

搅拌器设计计算精选文档

搅拌器设计计算精选文 档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-

搅拌器设计计算 （作者：纪学鑫） 一、设计数据： 1、混合池实际体积V=××≈3 ∴设混合池有效容积V=8m3 2、混合池流量Q=3/s 3、混合时间t=10s 4、混合池横截面尺寸×，当量直径D= πω4L =π15.115.14??= 5、混合池液面高度H =24πD V =m ..π03630 1842≈?? ∴混合池高度H ＇=+（～）m=～ (m);取 6、挡板结构及安装尺寸()m 54.0036.0m 241361～）（～≈?? ? ??D ；数值根据《给水排水设计手册》表4-28查得，以下均已此手册作为查询依据。 7、取平均水温时，水的粘度值()s a ?P μ=×10-3s a ?P 取水的密度3/kg 1000m =ρ 8、搅拌强度 1）搅拌速度梯度G ，一般取500～1000s -1。 混合功率估算：N Q =K e Q(kw) K e --单位流量需要的功率，K e 一般=～173/s kw m ? ∴混合功率估算：3/s kw 17~3.4m N Q ?= 1-3-3 e e )30.1365~65.686(s 8s a 1014.1m /s kw 17~3.41000t 1000t 1000s P K Q Q K G ≈????===?）（μμ 取搅拌速度梯度1-s 740=G

2）体积循环次数'Z 搅拌器排液量'Q ，213.08.008.1385.0)/(333'=??==s m nd k Q q 折叶桨式，片，245=?=Z θ，流动准数385.0k q 取，见表4-27查取； ---n 搅拌器转速） （s /r ；d 搅拌器直径（m) 转速d 60n πν= ；---线速度v ，直径d ，根据表4-30查取。 ()266.03===?V t nd k V t Q Z q ''容积 3）混合均匀度U ，一般为80%～90%。U 取80%。 9、搅拌机的布置形式、加药点设置。 1）立式搅拌机的布置：一般采用中央置入（或称顶部插入）式。 2）搅拌器的位置及排泄方向：搅拌器的位置应避免水流直接影响侧面冲击。搅拌器距液面的距离通常小于搅拌器直接的倍。 二、搅拌器的选用及主要参数 1. 选用折叶桨式 2. 桨叶数2=Z 3. 搅拌器直径0.8m d m 0.867~433.0m 32~31d ==?? ? ??=，取）（）（D 4. 搅拌器螺距d s = 5. 搅拌器层数d H ，取7，（公司取层数4） 6. 搅拌器外缘线速度ν取（～）m/s 7. 搅拌器宽度：b=（～）d=（～）m,取 三、搅拌器转速及功率设计 1、根据要求的搅拌梯度G 值计算：

剪力墙模板计算公式

剪力墙模板计算 计算参照：《建筑施工手册》第四版 《建筑施工计算手册》江正荣著 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001) 《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范。 剪力墙模板的背部支撑由两层龙骨（木楞或钢楞）组成：直接支撑模板的为次龙骨，即内龙骨；用以支撑内层龙骨的为主龙骨，即外龙骨。组装墙体模板时，通过穿墙螺栓将墙体两侧模板拉结，每个穿墙螺栓成为主龙骨的支点。根据规范，当采用容量为大于0.8m3的运输器具时，倾倒混凝土产生的荷载标准值为6.00kN/m2； 一、参数信息 1.基本参数 次楞(内龙骨)间距(mm):250；穿墙螺栓水平间距(mm):500；主楞(外龙骨)间距(mm):500；穿墙螺栓竖向间距(mm):500；对拉螺栓直径(mm):M14； 2.主楞信息 龙骨材料:钢楞；截面类型:圆钢管48×3.5；钢楞截面惯性矩I(cm4):12.19；钢楞截面抵抗矩W(cm3):5.08；主楞肢数:2； 3.次楞信息 龙骨材料:木楞；次楞肢数:1；宽度(mm):60.00；高度(mm):80.00； 4.面板参数 面板类型:胶合面板；面板厚度(mm):12.00；面板弹性模量(N/mm2):9500.00；面板抗弯强度设计值 f c(N/mm2):13.00；面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50； 5.木方和钢楞

方木抗弯强度设计值 f c(N/mm2):13.00；方木弹 性模量 E(N/mm2):9500.00；方木 抗剪强度设计值 f t(N/mm2):1.50；钢楞弹 性模量 E(N/mm2):206000.00；钢 楞抗弯强度设计值 f c(N/mm2):205.00； 二、墙模板荷载标准值计算 其中γ -- 混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；t -- 新浇混凝土的初凝时间，取4.000h；T -- 混凝土的入模温度，取25.000℃；V -- 混凝土的浇筑速度，取2.500m/h；H -- 模板计算高度，取3.000m；β1-- 外加剂影响修正系数，取1.200； β2-- 混凝土坍落度影响修正系数，取0.850。 根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；分别计算得 34.062 kN/m2、72.000 kN/m2，取较小值34.062 kN/m2作为本工程计算荷载。 计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=34.062kN/m2；倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2= 6 kN/m2。 三、墙模板面板的计算 面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。根据《建筑施工手册》，强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠 度验算只考虑新浇混凝土侧压力。计 算的原则是按照龙骨的间距和模板面 的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁 计算。面板计算简图 1.抗弯强度验算 跨中弯矩计算公式如下:其中，M--面板计算最大弯距(N·mm)；l--计算跨度(内楞间距): l =250.0mm；q--作用在模板上的侧压力线荷载，它包括:新浇混凝土侧压力设计值

搅拌器设计计算资料讲解

搅拌器设计计算

搅拌器设计计算 （作者：纪学鑫） 一、设计数据： 1、混合池实际体积V=1.15m ×1.15m ×6.5m ≈8.60m 3 ∴设混合池有效容积V=8m 3 2、混合池流量Q=0.035m 3/s 3、混合时间t=10s 4、混合池横截面尺寸1.15m ×1.15m ，当量直径D=πω4L =π 15.115.14??=1.30m 5、混合池液面高度H = 24πD V =m ..π036301842≈?? ∴混合池高度H ＇=6.03m+（0.3～0.5）m=6.33～6.53 (m);取6.5m 6、挡板结构及安装尺寸()m 54.0036.0m 241361～）（～≈?? ? ??D ；数值根据《给水排水设计手册》表4-28查得，以下均已此手册作为查询依据。 7、取平均水温时，水的粘度值()s a ?P μ=1.14×10-3s a ?P 取水的密度3/kg 1000m =ρ 8、搅拌强度 1）搅拌速度梯度G ，一般取500～1000s -1。 混合功率估算：N Q =K e Q(kw) K e --单位流量需要的功率，K e 一般=4.3～173/s kw m ? ∴混合功率估算：3/s kw 17~3.4m N Q ?= 1-3-3 e e )30.1365~65.686(s 8s a 1014.1m /s kw 17~3.41000t 1000t 1000s P K Q Q K G ≈????===?）（μμ

取搅拌速度梯度1-s 740=G 2）体积循环次数'Z 搅拌器排液量'Q ，213.08.008.1385.0)/(333'=??==s m nd k Q q 折叶桨式，片，245=?=Z θ，流动准数385.0k q 取，见表4-27查取； ---n 搅拌器转速） （s /r ；d 搅拌器直径（m) 转速d 60n πν= ；---线速度v ，直径d ，根据表4-30查取。 ()266.03===?V t nd k V t Q Z q ''容积 3）混合均匀度U ，一般为80%～90%。U 取80%。 9、搅拌机的布置形式、加药点设置。 1）立式搅拌机的布置：一般采用中央置入（或称顶部插入）式。 2）搅拌器的位置及排泄方向：搅拌器的位置应避免水流直接影响侧面冲击。搅拌器距液面的距离通常小于搅拌器直接的1.5倍。 二、搅拌器的选用及主要参数 1. 选用折叶桨式 2. 桨叶数2=Z 3. 搅拌器直径0.8m d m 0.867~433.0m 32~31d ==?? ? ??=，取）（）（D 4. 搅拌器螺距d s = 5. 搅拌器层数d H ，取7，（公司取层数4） 6. 搅拌器外缘线速度ν取（1.0～5.0）m/s 7. 搅拌器宽度：b=（0.1～0.25）d=（0.08～0.2）m,取0.11m 三、搅拌器转速及功率设计

搅拌功率计算

一、功率P 用于湍流状态（）的搅拌设备, 其功率计算公式53P P N j d n ρ=对于推进式搅拌器来说, 其n 为230～500 r/min, d j/D 为0.28～0.5 时计算结果误差较小。 []浅谈搅拌设备功率计算公式对推进式搅拌器的适用范围 推进式搅拌器直径约取反应釜内径D 1的1/4～1/3，切线速度可达5～15m/s ， 转速范围为300～600r/min 。[]化工机械设备 W d n j 7.2409.0.33812501N P 535 3P =???==ρ P ——搅拌功率，W n ——搅拌转速,500r/min,8.33r/s d j ——桨叶直径,0.09m ρ——物系密度， 1250kg ／m 3 N p ——功率准数，查rushton 算图得P44 二、功率准数N p 功率准数表示机械搅拌所施加于单位体积被搅拌液体的外力与单位体积被搅拌液体的惯性力之比，可反映功率消耗的情况。 由于湍流（Re>104）状态下流体的重力和粘滞力的影响相对变小, 可忽略不计, 故此状态下仅计算转速和桨径的相对变化对计算功率的影响即可。[]浅谈搅拌设备功率计算公式对推进式搅拌器的适用范围 挡板的基本作用，是将液体的旋转运动改为垂直翻转运动，消除旋涡，同时改善所施加功率的有效利用率。功率随挡板系数的增大而增大，但当挡板系数达到一定数值时，功率不会进一步增大，而是基本保持恒定，此时的挡板系数称为全挡板条件，即搅拌功率达到饱和。[]机械搅拌槽挡板的研究 n d (b d /D)1.2=0.35 n d ——挡板数量，4 b d ——挡板宽度，D/12～D/10,mm D ——釜体内径，mm 432210.2410 2.090 3.381250n Re ?=???==-μρj d μ——料浆粘度，2×10-3Pa.s 1Pa.s=1N.s/m2=10P 泊=10的3次方cp ＝1Kcps []陈乙崇.搅拌设备设计.上海:上海科技出版社,1985.44,45,63～71. 上式搅拌功率的计算结论为4.27W ，可见不可取。 参考单位液体体积的平均搅拌功率，按固体有机物悬浮估算（取0.5马力/米3） 罐体大概体积v=3.14×（305/2）2×400=29209850mm 3=29209850×10-9 m 3 =29.21L ，则P=0.5马力×29209850×10-9 m 3=0.746×0.5×29209850×10-9=10895275.05×10-9KW=11W 。

搅拌器设计计算

搅拌器设计计算 （作者：纪学鑫） 一、设计数据： 1、混合池实际体积V=1.15m ×1.15m ×6.5m ≈8.60m 3 ∴设混合池有效容积V=8m 3 2、混合池流量Q=0.035m 3/s 3、混合时间t=10s 4、混合池横截面尺寸1.15m ×1.15m ，当量直径D= πω4L =π15.115.14??=1.30m 5、混合池液面高度H =24πD V =m ..π036301842 ≈?? ∴混合池高度H ＇=6.03m+（0.3～0.5）m=6.33～6.53 (m);取6.5m 6、挡板结构及安装尺寸()m 54.0036.0m 241361～）（～≈?? ? ??D ；数值根据《给水排水设计手册》表4-28查得，以下均已此手册作为查询依据。 7、取平均水温时，水的粘度值()s a ?P μ=1.14×10-3s a ?P 取水的密度3/kg 1000m =ρ 8、搅拌强度 1）搅拌速度梯度G ，一般取500～1000s -1。 混合功率估算：N Q =K e Q(kw) K e --单位流量需要的功率，K e 一般=4.3～173/s kw m ? ∴混合功率估算：3/s kw 17~3.4m N Q ?= 1-3-3 e e )30.1365~65.686(s 8s a 1014.1m /s kw 17~3.41000t 1000t 1000s P K Q Q K G ≈????===?）（μμ 取搅拌速度梯度1-s 740=G 2）体积循环次数'Z 搅拌器排液量'Q ，213.08.008.1385.0)/(333'=??==s m nd k Q q 折叶桨式，片，245=?=Z θ，流动准数385.0k q 取，见表4-27查取； ---n 搅拌器转速） （s /r ；d 搅拌器直径（m) 转速d 60n πν=；---线速度v ，直径d ，根据表4-30查取。

剪切计算公式

剪切计算公式 2。抗剪强度计算(1)抗剪强度条件 抗剪强度条件是使构件的实际剪应力不超过材料的容许剪应力 (5-6) [τ]这里是容许剪应力，单价为帕或兆帕 由于剪切应力不是均匀分布的，只有剪切平面上的平均剪切应力由公式(5-2)和(5-6)计算。因此，当通过实验建立强度条件时，应尽可能接近实际的连接条件来用尽试件，以确定试件失效时的极限载荷τ0，然后除以安全系数N，以获得容许剪切应力[τ] ？？Fs？[？]A n (5-7) 各种材料的许用剪应力应尽可能根据相关规范进行检查 一般来说，材料的许用剪应力[τ]和许用拉应力[σ]之间有如下关系:塑性材料为 ，脆性材料为 。]？？0[？]？0.6？0.8[？] [？]？0.8？1.0[？] (2)剪力的实际计算 剪力计算可相应地分为三类问题:强度校核、截面设计和许用荷载的确定，这里不再讨论。但是，在剪切计算中应正确判断剪切面积，在铆钉连接中应正确判断单剪和双剪。这里有一些简单的例子来说明例5-1图5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢，[τ]= 30

兆帕，直径d = 20毫米挂钩和连接板的厚度分别为t = 8毫米和t1 = 12毫米牵引力F=15kN试着检查销的抗剪强度 图5-12电瓶车挂钩及其销轴受力分析示意图 解决方案:销轴受力如图5-12(b)所示根据受力情况，销的中段沿m-m 和 n-n两个面相对于上、下段向左错开所以有两个剪切平面，这是一个双剪切问题。从平衡方程中很容易找到: ℉？销横截面上的剪应力为 F2 ，因此销满足抗剪强度要求。 例5-2冲如图5-13所示，Fmax=400KN，冲[σ]= 400兆帕，冲剪钢板极限剪应力= 360兆帕试着设计冲头的最小直径和钢板的最大厚度。 Fs15？103？？？？23.9MPa1.2 1.2

剪切力的计算方法剪力强度公式

第3章 剪切与挤压的实用计算 3、1 剪切的概念 在工程实际中,经常遇到剪切问题。剪切变形的主要受力特点就是构件受到与其轴线相垂直的大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对外力的作用(图3-1a),构件的变形主要表现为沿着与外力作用线平行的剪切面(n m -面)发生相对错动(图3-1b)。 图3-1 工程中的一些联接件,如键、销钉、螺栓及铆钉等,都就是主要承受剪切作用的构件。构件剪切面上的内力可用截面法求得。将构件沿剪切面n m -假想地截开,保留一部分考虑其平衡。例如,由左部分的平衡,可知剪切面上必有与外力平行且与横截面相切的内力Q F (图3-1c)的作用。Q F 称为剪力,根据平衡方程∑=0Y ,可求得F F Q =。 剪切破坏时,构件将沿剪切面(如图3-la 所示的n m -面)被剪断。只有一个剪切面的情况,称为单剪切。图3-1a 所示情况即为单剪切。 受剪构件除了承受剪切外,往往同时伴随着挤压、弯曲与拉伸等作用。在图3-1中没有完全给出构件所受的外力与剪切面上的全部内力,而只就是给出了主要的受力与内力。实际受力与变形比较复杂,因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析就是困难的。工程中对这类构件的强度计算,一般采用在试验与经验基础上建立起来的比较简便的计算方法,称为剪切的实用计算或工程计算。 3、2 剪切与挤压的强度计算 3、2、1 剪切强度计算 剪切试验试件的受力情况应模拟零件的实际工作情况进行。图3-2a 为一种剪切试验装置的简图,试件的受力情况如图3-2b 所示,这就是模拟某种销钉联接的工作情形。当载荷F 增大至破坏载荷b F 时,试件在剪切面m m -及n n -处被剪断。这种具有两个剪切面的情况,称为双剪切。由图3-2c 可求得剪切面上的剪力为 2 F F Q =

梁横截面上的剪应力及其强度计算

梁横截面上的剪应力及其强度计算 在一般情况下，剪应力是影响梁的次要因素。在弯曲应力满足的前提下，剪应力一般都满足要求。 一、矩形截面梁的剪应力 利用静力平衡条件可得到剪应力的大小为：*z Z QS I b τ=； 公式中：Q ——为横截面上的剪力； *z S ——为横截面上所求剪应力处的水平线以下（或以上）部分面积A*对中性轴的静矩； I Z ——为横截面对中性轴的惯性矩； b ——矩形截面宽度。 计算时Q 、*z S 均为绝对值代入公式。 当横截面给定时，Q 、I Z 、b 均为确定值，只有静矩*z S 随剪应力计算点在横截面上的位置而变化。 222** 2214()[()]()(1)222248z h h h h bh y S A y b y y y y h =?=-?+-=-=- 把上式及312z bh I =代入*z Z QS I b τ=中得到：2234(1)2Q y bh h τ=- 可见，剪应力的大小沿着横截面的高度按二次抛物线规律分布的。在截面上、下边缘处（y=±0.5h ），剪应力为零；在中性轴处（y=0）处，剪应力最大，其值为：

33 1.522Q Q Q bh A A τ=?=?= 由此可见，矩形截面梁横截面上的最大剪应力值为平均剪应力值的1.5倍，发生在中性轴上。 二、工字形截面梁的剪应力 在腹板上距离中性轴任一点K 处剪应力为：*1 z Z QS I b τ=； 公式中：b 1——腹板的宽度（材料表中工字钢腹板厚度使用字母d 标注的）； *z S ——为横截面上阴影部分面积A*对中性轴的静矩； 工字形截面梁的最大剪应力发生在截面的中性轴处，其值为：*max max 1z Z QS I b τ=； 公式中：*max z S ——为半个截面（包括翼缘部分）对中性轴的静矩。 三、梁的剪应力强度计算 梁的剪应力强度条件为：*max max max max *[](/) z Z Z Z Q S Q I b b I S ττ==≤