高含水量粘性土路基的凍融強(qiáng)度衰減規(guī)律

梁亞寧

(哈爾濱市市政工程設(shè)計(jì)院)

高含水量粘性土路基的凍融強(qiáng)度衰減規(guī)律

梁亞寧

(哈爾濱市市政工程設(shè)計(jì)院)

通過(guò)對(duì)黑龍江省和陜西省的高含水量粘性土路基的土樣的室內(nèi)凍融試驗(yàn)，總結(jié)出高含水量粘性土路基的凍融強(qiáng)度衰減規(guī)律。

高含水量;粘性土;凍融

1 凍融循環(huán)下強(qiáng)度衰減與土質(zhì)特性的關(guān)系

針對(duì)綏北路1號(hào)土樣進(jìn)行的室內(nèi)凍融循環(huán)試驗(yàn)，得到養(yǎng)生28 d石灰土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度與凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系曲線見(jiàn)圖1，其中未凍融循環(huán)的強(qiáng)度值為養(yǎng)生27 d+泡水1 d的試驗(yàn)值。從圖中可以看出:

(1)經(jīng)過(guò)1次凍融循環(huán)后強(qiáng)度衰減最大，之后逐漸減緩，至凍融循環(huán)4次后強(qiáng)度衰減基本穩(wěn)定在50%。

(2)對(duì)于凍融循環(huán)后不泡水試驗(yàn)顯示，強(qiáng)度衰減明顯小于泡水試驗(yàn)，兩者強(qiáng)度差距在30%以上，說(shuō)明春融時(shí)路基排水條件對(duì)路基強(qiáng)度衰減有較大影響。

圖1 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度與凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系

針對(duì)雞訥路2#土進(jìn)行的凍融循環(huán)試驗(yàn)，得到土的回彈模量與石灰劑量、制件壓實(shí)度、凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系圖，見(jiàn)圖2、圖 3。

圖2 不同石灰劑量下凍融循環(huán)次數(shù)與回彈模量關(guān)系

圖3 不同壓實(shí)度下凍融循環(huán)次數(shù)與回彈模量關(guān)系(雞訥路2#土)

從圖中可以看出:

(1)從回彈模量與石灰摻量關(guān)系看，石灰改良土對(duì)于強(qiáng)度提高有十分明顯的作用，如4%摻量的石灰土回彈模量是素土的4倍。

(2)從回彈模量與凍融次數(shù)關(guān)系看，素土與石灰土表現(xiàn)出相似的強(qiáng)度衰減規(guī)律，第一次衰減率最大，之后逐漸趨緩，至6次循環(huán)后基本不變。

(3)從回彈模量與壓實(shí)度、凍融次數(shù)關(guān)系看，壓實(shí)度的提高對(duì)于回彈模量值提高有比較明顯的作用，尤其體現(xiàn)在2%和4%摻量的石灰土，在素土中93%和96%壓實(shí)度的土樣回彈模量提高幅度不明顯。

2 凍融循環(huán)下強(qiáng)度衰減與含水率的關(guān)系

針對(duì)陜西和黑龍江兩個(gè)土樣(土性指標(biāo)見(jiàn)表1)進(jìn)行的凍融循環(huán)試驗(yàn)，得到了不同制件含水率下素土的回彈模量與凍融次數(shù)的關(guān)系見(jiàn)圖4，從圖中可以看出:

(1)試件經(jīng)凍融循環(huán)后，其回彈模量下降明顯，下降程度以前3次最為明顯，之后下降程度逐漸降低，到第6次凍融循環(huán)后回彈模量衰減基于趨于平穩(wěn)，達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。以土樣1含水率14%試件為例(圖4a)，在第3次凍融循環(huán)后，土體回彈模量的衰減率達(dá)到28.6%。所有試件0～3次凍融循環(huán)后回彈模量的衰減程度均大于3～6次凍融循環(huán)后的衰減程度。

(2)回彈模量值隨制件含水率增大而顯著減小，但在凍融循環(huán)條件下回彈模量衰減率與制件含水率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即制件含水率越小，回彈模量值凍融衰減率越大。

表1 試驗(yàn)土樣土性指標(biāo)

圖4 回彈模量與凍融循環(huán)次數(shù)、含水率的關(guān)系曲線

試驗(yàn)表明，高含水量粘性土經(jīng)石灰改良處治后，第一次凍融循環(huán)后土體的強(qiáng)度損失約1/3，之后逐漸趨緩，經(jīng)過(guò)4次凍融循環(huán)，其強(qiáng)度衰減量基本穩(wěn)定在50%左右，但融化階段泡水狀態(tài)強(qiáng)度衰減比不泡水狀態(tài)有15%～20%的增加。工程調(diào)研顯示，凍融循環(huán)下路基水分的遷移是路基強(qiáng)度衰減的主要因素，因此保持路基內(nèi)濕度穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)措施、填料控制、排水措施是減少路基強(qiáng)度衰減的關(guān)鍵。

［1］公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-2003)［S］.

［2］公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D30-2004)［S］.

U416.1

C

1008-3383(2014)03-0007-01

2013-12-22