概 要：在土石壩以及堤防，道路，鐵道等的建設(shè)中，對于填土的質(zhì)量管理是十分重要的。但是，由于不同土體的粒徑，剛度變化大，目前尚缺乏一種適用于廣泛土質(zhì)材料的快速檢測技術(shù)。本文提出了一種基于赫茲沖擊理論的快速檢測技術(shù)（落球檢測技術(shù)，簡稱FBI）。該技術(shù)用一個剛性球體從一定高度落下，通過計測其與土體的沖擊過程來推算對象土體的壓縮模量。由于其壓縮應(yīng)變較大，并考慮了土體的塑性特征，使得其測試結(jié)果安定可靠并具有很高的測試效率。經(jīng)過幾十個對比試驗的驗證，表明了該技術(shù)可適用于從粘土到礪石，水泥土的較為廣泛土質(zhì)材料。最后，本文還介紹了該技術(shù)在一座土石壩心墻材料施工管理中的應(yīng)用實例。

關(guān)鍵詞： 土石壩，填土，質(zhì)量管理，落球檢測技術(shù)

落球檢測技術(shù)的原理

    我們開發(fā)了新的 “落球檢測”的技術(shù)。將一個內(nèi)置傳感器的球體或球冠（先端曲率半徑10cm，重12-18kg，鋁制或鐵制），從一定的高度（一般為50cm）落到對象材料上，通過測試其與地基材料的碰撞過程（接觸時間等參數(shù)）來推算材料的變形特性。

    其中，最主要的測試參數(shù)為接觸時間。當(dāng)然，在硬的地基上，球和地基的接觸時間要比在軟的地基上更短。根據(jù)測試的接觸時間，利用Hertz 沖擊理論（式1）[5]，通過數(shù)值計算，可以直接直接計算材料的變形特性。

 落球檢測技術(shù)的特點

(1) 出色的工作性：只是讓球落下的試驗，能實時得到測量結(jié)果。一點的工作時間是10 秒左右，15 分種實際檢測了100 點。

(2) 適用材料：該技術(shù)能適用于從軟弱粘土～硬質(zhì)礫巖在廣大范圍的材料。同時，按照對象材料的粒直徑和剛性等，通過改變落下機(jī)構(gòu)(球)的尺寸可以構(gòu)筑最適合的系統(tǒng)，而無需重復(fù)進(jìn)行過多的相關(guān)性試驗。

(3) 檢測精度：本檢測技術(shù)的測量過程中，地基材料的應(yīng)變水平很大(大概數(shù)百分比左右)，因此材料的變形特性和強度特性充分地發(fā)揮，從而在理論保證了能得到較高精度。并且，根據(jù)地基材料的特性(壓縮特性和粘性)，對分析手法的改良，球·測量系統(tǒng)的最優(yōu)化,和多回數(shù)檢測結(jié)果處理手法的改善等，大幅度提高了檢測精度。同時，長期以來困擾的，落下式檢測技術(shù)在碰上大粒徑材料時檢測結(jié)果偏大的問題，也得到了很好的解決。

(4) 檢測范圍：根據(jù)種種的討論結(jié)果，在現(xiàn)有式樣的條件下（先端曲率半徑10cm，重12-18kg），有效檢測范圍推定為表層開始到深度20cm 左右。如果需要更深的檢測范圍，則需要采用更大的球體。