概 要：在土石坝以及堤防，道路，铁道等的建设中，对于填土的质量管理是十分重要的。但是，由于不同土体的粒径，刚度变化大，目前尚缺乏一种适用于广泛土质材料的快速检测技术。本文提出了一种基于赫兹冲击理论的快速检测技术（落球检测技术，简称FBI）。该技术用一个刚性球体从一定高度落下，通过计测其与土体的冲击过程来推算对象土体的压缩模量。由于其压缩应变较大，并考虑了土体的塑性特征，使得其测试结果安定可靠并具有很高的测试效率。经过几十个对比试验的验证，表明了该技术可适用于从粘土到砺石，水泥土的较为广泛土质材料。最后，本文还介绍了该技术在一座土石坝心墙材料施工管理中的应用实例。
关键词： 土石坝，填土，质量管理，落球检测技术
落球检测技术的原理
我们开发了新的 “落球检测”的技术。将一个内置传感器的球体或球冠（先端曲率半径10cm，重12-18kg，铝制或铁制），从一定的高度（一般为50cm）落到对象材料上，通过测试其与地基材料的碰撞过程（接触时间等参数）来推算材料的变形特性。
其中，最主要的测试参数为接触时间。当然，在硬的地基上，球和地基的接触时间要比在软的地基上更短。根据测试的接触时间，利用Hertz 冲击理论（式1）[5]，通过数值计算，可以直接直接计算材料的变形特性。
落球检测技术的特点
(1) 出色的工作性：只是让球落下的试验，能实时得到测量结果。一点的工作时间是10 秒左右，15 分种实际检测了100 点。
(2) 适用材料：该技术能适用于从软弱粘土～硬质砾岩在广大范围的材料。同时，按照对象材料的粒直径和刚性等，通过改变落下机构(球)的尺寸可以构筑最适合的系统，而无需重复进行过多的相关性试验。
(3) 检测精度：本检测技术的测量过程中，地基材料的应变水平很大(大概数百分比左右)，因此材料的变形特性和强度特性充分地发挥，从而在理论保证了能得到较高精度。并且，根据地基材料的特性(压缩特性和粘性)，对分析手法的改良，球·测量系统的最优化,和多回数检测结果处理手法的改善等，大幅度提高了检测精度。同时，长期以来困扰的，落下式检测技术在碰上大粒径材料时检测结果偏大的问题，也得到了很好的解决。
(4) 检测范围：根据种种的讨论结果，在现有式样的条件下（先端曲率半径10cm，重12-18kg），有效检测范围推定为表层开始到深度20cm 左右。如果需要更深的检测范围，则需要采用更大的球体。
