路基壓實(shí)參數(shù)相關(guān)關(guān)系及改良土控制指標(biāo)的研究

陶 繼 紅

(太原市交通建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，山西 太原 030053)

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路基壓實(shí)參數(shù)相關(guān)關(guān)系及改良土控制指標(biāo)的研究

陶 繼 紅

(太原市交通建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，山西 太原 030053)

介紹了路基壓實(shí)參數(shù)的相關(guān)關(guān)系，從抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、水穩(wěn)性、耐久性等方面，分析了改良土的控制指標(biāo)，有利于提高改良土在路基工程中的施工質(zhì)量，促進(jìn)交通行業(yè)的快速發(fā)展。

路基，改良土，壓實(shí)度，抗壓強(qiáng)度

0 引言

鐵路作為我國交通事業(yè)中的重要組成部分，其為助推我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著積極意義。為了保證交通事業(yè)的良好發(fā)展，為了提高人們出行質(zhì)量，其中加強(qiáng)路基建設(shè)質(zhì)量十分重要。路基的建設(shè)需要考慮到路基結(jié)構(gòu)的受力、變形要求、路基結(jié)構(gòu)形式以及尺寸要求、材料類型要求、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)等。因此，為提高路基建設(shè)質(zhì)量，對(duì)其壓實(shí)參數(shù)相關(guān)關(guān)系進(jìn)行研究十分必要。

1 路基壓實(shí)參數(shù)相關(guān)關(guān)系分析

1.1 壓實(shí)度

壓實(shí)度的作用主要是了解現(xiàn)場(chǎng)填筑壓實(shí)系數(shù)和室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)兩者之間的接近程度，它是路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)中一個(gè)最基礎(chǔ)的也是必須監(jiān)測(cè)的指標(biāo)，壓實(shí)系數(shù)越高說明邊坡的穩(wěn)定性越好，滲透性下降而水穩(wěn)性提高。

1.2 改良土摻入料的摻入量

一般在正常的情況下?lián)饺肓系膿饺霑?huì)提高改良土的強(qiáng)度，但是如果摻入量超過某個(gè)數(shù)值其反而會(huì)導(dǎo)致收縮裂縫，影響土的強(qiáng)度和水穩(wěn)性。因此摻入料的摻入量需要在一個(gè)合理的范圍內(nèi)[1]。在具體的施工中，配料的準(zhǔn)確性、拌合的均勻性都能夠?qū)饺肓系牧己眯阅馨l(fā)揮出來。但是，如果摻入料撒鋪不均勻，拌合料就不會(huì)均勻。摻入料過少，導(dǎo)致強(qiáng)度不符合設(shè)計(jì)要求，摻入料的量過多，又會(huì)出現(xiàn)裂縫。因此，需要監(jiān)測(cè)摻入量在土中的分布情況，更加合理的了解摻入料的摻入量。

1.3 地基系數(shù)

地基系數(shù)反映的是填土厚45 cm～60 cm內(nèi)單位壓力下的最大允許變形值，可以反映出路基的強(qiáng)度和變形的相關(guān)情況，實(shí)際上就是了解填土的變形階段，單位下沉量的荷載能力，重點(diǎn)了解其變形情況。

1.4 變形模量

變形模量是在路基壓實(shí)過程中衡量壓實(shí)度的重要指標(biāo)，主要表征對(duì)象為壓實(shí)施工土體的壓縮特性，是土體抵抗彈塑性變形能力的體現(xiàn)。通常對(duì)于路基壓實(shí)變形模量的測(cè)定，采用單循環(huán)靜載以及二次循環(huán)靜載進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)[2]。

1.5 孔隙率

路基壓實(shí)孔隙率通常用百分?jǐn)?shù)表示，代表了壓實(shí)土體內(nèi)部存在的空隙和土體二者間的體積比。在當(dāng)前的交通工程路基施工中，孔隙率始終是重要的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)之一。在壓實(shí)土體顆粒密度一定時(shí)，土體干密度與孔隙率成反比。最理想狀態(tài)下的壓實(shí)效果是土體內(nèi)部不存在孔隙，也就是孔隙率為零。但在實(shí)際的路基壓實(shí)施工過程中，并不是單純追求孔隙率的降低，而是要通過壓實(shí)施工使地基土干密度接近顆粒比重?cái)?shù)值，從而保證路基壓實(shí)后的土體呈現(xiàn)出整體結(jié)構(gòu)的一致。

1.6 相對(duì)密度

想要了解砂土的密實(shí)程度，可以去了解砂土的孔隙比，但是砂土孔隙比會(huì)受到顆粒形狀和級(jí)配的影響。但是孔隙比并不能確定砂土的形式，這是因?yàn)橄嗤目紫侗绕淇赡茉谧匀唤绲拇嬖谛问揭膊煌?。而相?duì)密度能夠有效克服這個(gè)問題，通過利用砂土的最松狀態(tài)孔隙比和最密實(shí)狀態(tài)孔隙比看天然孔隙比更加接近哪個(gè)數(shù)值，即相對(duì)密度法。

2 改良土控制指標(biāo)分析

2.1 改良土抗壓強(qiáng)度指標(biāo)

抗壓強(qiáng)度指標(biāo)可以快速準(zhǔn)確的反映出試件的強(qiáng)度特性，應(yīng)用比較廣泛。將素土、改良石灰土在最佳含水率和0.95壓實(shí)度的條件下改良后，改良石灰土其抗壓強(qiáng)度有一定增加，而素土的強(qiáng)度經(jīng)檢測(cè)呈現(xiàn)出塑性破壞。研究發(fā)現(xiàn)石灰土殘余強(qiáng)度最大值為7.9%～15.5%，強(qiáng)度不到最大強(qiáng)度值的1/5。無論是素土還是改良土，其在飽水后的強(qiáng)度會(huì)大大減小，其中素土減弱的幅度最大，其次是石灰土、水泥土。

2.2 改良土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

當(dāng)存在的外力大于路基抗滑力路基的邊坡時(shí)就會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)問題，在具體工程上表現(xiàn)為滑坡等。特別是在南方地區(qū)，水是導(dǎo)致路基抗剪指標(biāo)下降的一個(gè)重要方面。水泥改良土則與其相反。土的性質(zhì)是決定邊坡穩(wěn)定性高低的主要因素，特別是在邊坡的坡度和高度都確定的情況下[3]，可以通過在紅層泥巖中加入水泥等提高其摩擦角值。但是如果是在飽水狀態(tài)下不管是素土還是改良土其抗剪強(qiáng)度都會(huì)下降。

2.3 路基抵抗局部變形指標(biāo)

關(guān)于路基的變形，不僅要控制整體變形，也要加強(qiáng)局部變形的控制。路基一個(gè)十分明顯的薄弱點(diǎn)就是局部會(huì)出現(xiàn)剪切破壞，特別是在受到雨水以及列車荷載的情況下出現(xiàn)翻漿冒泥等病害的可能性大大提升。為了加強(qiáng)改良土路基填筑質(zhì)量，最好能夠進(jìn)行承載比試驗(yàn)。針對(duì)鐵路路基的CBP值可以參照公路的CBR值進(jìn)行取值[5]。

2.4 水穩(wěn)性指標(biāo)分析

改良土的水穩(wěn)性，可以從兩個(gè)方面考慮，一方面是改良土在雨水浸泡時(shí)或者雨水沖刷時(shí)發(fā)生質(zhì)量變化，另一方面是分析改良土浸水后的體積變化，可以采用有荷膨脹率。素土的水穩(wěn)性很差，而水泥改良土和石灰改良土在浸水30 min后基本穩(wěn)定，質(zhì)量也未發(fā)生明顯改變[4]。

2.5 耐久性指標(biāo)

針對(duì)改良土，為避免其發(fā)生疲勞破壞，需要對(duì)臨界動(dòng)應(yīng)力做出要求[5]?？紤]到鐵路的路基不僅需要承受靜荷載的影響，還需要持續(xù)受到動(dòng)荷載的反復(fù)影響。特別是在列車荷載作用產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力等對(duì)鐵路行車造成十分明顯的影響。在填土的過程中每一次的加載、卸載都會(huì)產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的塑性變形，而且這種塑性變形會(huì)隨著刺激的增加而增大[6]。由于改良土受到氣候的影響，產(chǎn)生的干濕應(yīng)力會(huì)破壞改良土的結(jié)構(gòu)，影響到整個(gè)工程，因此需要確定臨界動(dòng)應(yīng)力，了解耐干濕循環(huán)能力指標(biāo)。特別是改良土耐久性指標(biāo)，其作為一個(gè)重要指標(biāo)，可以選用質(zhì)量損失指標(biāo)判定改良土耐干濕循環(huán)能力的優(yōu)劣。

3 結(jié)語

本文對(duì)路基壓實(shí)參數(shù)的相關(guān)關(guān)系、改良土指標(biāo)等方面進(jìn)行了研究，針對(duì)改良土路基施工壓實(shí)質(zhì)量，需要重點(diǎn)考慮壓實(shí)度和摻入料的摻入量，還需要考慮到現(xiàn)場(chǎng)的施工環(huán)境以及條件，有效保證改良土的強(qiáng)度和耐久性要求?？紤]到改良土在鐵路工程中的應(yīng)用越來越廣泛，仍需要加強(qiáng)對(duì)改良土現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制，同時(shí)完善相關(guān)檢測(cè)方式，進(jìn)一步提高我國鐵路工程的路基質(zhì)量。

[1] 葉陽升,程愛君,張千里.改良土路基的設(shè)計(jì)及壓實(shí)指標(biāo)研究[J].中國鐵道科學(xué),2008,11(2):1-5.

[2] 周援衡,王永和,卿啟湘,等.全風(fēng)化花崗巖改良土高速鐵路路基填料的適宜性試驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2011,11(3):625-634.

[3] 周援衡,王永和,卿啟湘,等.全風(fēng)化花崗巖改良土路基的長期穩(wěn)定性試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué),2011,29(S1):596-602.

[4] 馬學(xué)寧,王 旭,蔣代軍.蘭新第二雙線戈壁土路基填料填筑試驗(yàn)研究[J].中國鐵道科學(xué),2011,31(6):1-8.

[5] 葉陽升,周 鏡.鐵路路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討[J].鐵道工程學(xué)報(bào),2005,11(1):39-46.

[6] 董 城,冷伍明,李志勇,等.水泥改良高液限黏土動(dòng)態(tài)回彈模量試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué),2013,21(1):133-138.

Research on sub-grade compaction parameters correlation and improved soil control index

Tao Jihong

(TaiyuanTrafficConstructionEngineeringQualityandSafetySupervisionStation,Taiyuan030053,China)

This paper introduced the correlation of sub-grade compaction parameters, from the compression strength, shear strength, water stability, durability and other aspects, analyzed the control index of improved soil, conducive to improve the construction quality of improved soil in sub-grade engineering, promoted the rapid development of transportation industry.

sub-grade, improved soil, compaction degree, compression strength

1009-6825(2016)22-0153-02

2016-05-28

陶繼紅(1971- )，女，工程師

U416.1

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