黃河沖積區(qū)域粉砂土的工程性質(zhì)試驗研究

趙軒 胡延濤 郭強(qiáng) 周英 高健

摘要：本文以黃河沖積區(qū)域某道路工程為依托，對4個標(biāo)段典型代表性土樣進(jìn)行物理力學(xué)性質(zhì)試驗研究。通過分析各標(biāo)段典型土樣物理力學(xué)試驗結(jié)果，試析該地區(qū)將粉砂土作為路基填料的壓實特性。結(jié)果表明：細(xì)粒組含量和黏粒含量與粉砂土的最佳含水率呈正相關(guān);在4種典型土樣中，粉砂土中細(xì)粒組含量越多，則壓實性能就越好;由于個別標(biāo)段土質(zhì)黏粒含量較低，致使粉砂土在擊實后空隙仍較大，土體的密實度較低。分析結(jié)果對該地區(qū)路基工程壓實施工以及進(jìn)一步改進(jìn)填料性質(zhì)等提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：粉砂土;物理力學(xué)試驗;擊實試驗;壓實特性

粉砂土的分類介于細(xì)砂與粉土之間，其主要礦物成分為石英、長石、云母以及少量其他礦物質(zhì)。粉砂土廣泛分布在河流川道沖積區(qū)域表層，其中含有大量的各種粒徑的粉粒與砂粒。含水量較小時，其內(nèi)部毛細(xì)水壓力較小，達(dá)到飽和后，粘聚力消失，塑性較差。因此，道路基礎(chǔ)中常見粉砂土類路基出現(xiàn)路堤失穩(wěn)、路面裂縫等病害。本文以黃河沖積區(qū)域某道路工程項目為背景，通過物理力學(xué)性質(zhì)的試驗，試分析粉砂土在該地區(qū)作為路基填料時的壓實性質(zhì)，為項目順利建設(shè)提供參考依據(jù)。

1.粉砂土的工程性質(zhì)試驗研究

本文選取黃河沖積區(qū)域以含砂量由低到高分別取A1、A2、A3、A4四種代表性土樣，其中A1標(biāo)段為少量含砂粉土、A2標(biāo)段為中量含砂粉土、A3標(biāo)段為大量含砂粉土、A4標(biāo)段為某道路路基土，通過物理力學(xué)性質(zhì)試驗對該地區(qū)粉砂土的主要物理性質(zhì)開展分析。

1.1土樣的顆粒組成分析

土的顆粒組成是土體的重要結(jié)構(gòu)特征，也是土分類與描述的主要指標(biāo)。本文采用篩分法與沉降分析法聯(lián)合測定其顆粒組分。表1為聯(lián)合使用篩分法對四種土樣的試驗結(jié)果。根據(jù)土的粒徑分布曲線，計算粉砂土的兩個級配指標(biāo)。

由表1可以看出A1、A2、A3、A4四個標(biāo)段典型土樣的土顆粒主要集中在0.25mm～2mm之間，四個標(biāo)段土樣的不均勻系數(shù)均小于5。根據(jù)圖1曲線，土樣的級配曲線并不連續(xù)，表現(xiàn)出不良級配。因此，用此類土作為修筑高等級公路路基的填料，因土體中粉粒與砂粒的空隙中沒有足夠的黏粒，所以在一定含水量下難以形成板體結(jié)構(gòu)，壓實性能較差;往往容易因為壓實度不足、基層強(qiáng)度不夠?qū)е侣坊冃紊踔潦Х€(wěn)。

1.2室內(nèi)擊實試驗

在標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗條件下，對于不同含水率的土樣通過分組試驗得到不同的干密度，以此得出土樣的干密度與含水率之間的關(guān)系曲線，該曲線中干密度的最大值即為最大干密度，與之相對應(yīng)的制備土樣含水率為最優(yōu)含水率^[1]。通過標(biāo)準(zhǔn)的擊實試驗以及相應(yīng)計算分析，可以得到下表最優(yōu)含水率、最大干密度、孔隙比及其相對應(yīng)的黏粒組含量見表2，擊實曲線見圖1。

從上表可以看出，由于A2、A3標(biāo)段的砂土黏粒含量相對較多，所以其最優(yōu)含水率相比較而言也相對較大，黏粒含量與最優(yōu)含水率的緊密相關(guān)，即黏粒含量較多則最優(yōu)含水率也相應(yīng)較大。但是最大干密度卻相差不大。

1.3界限含水率

本文采用液、塑限聯(lián)合測定界限含水率，根據(jù)液塑限的測定試驗結(jié)果可以進(jìn)行相應(yīng)的液塑性計算。經(jīng)重復(fù)多次試驗后得出最終結(jié)果見表3。

2.結(jié)束語

本文以陜西渭南黃河沖積區(qū)域某道路工程為依托，針對4個標(biāo)段典型土樣開展室內(nèi)試驗分析，試析該地區(qū)粉砂土的壓實特性，結(jié)論如下：

（1）細(xì)顆粒的含量對黃河沖積區(qū)域某道路工程最大干密度影響最大。擊實試驗結(jié)果可見，A2標(biāo)段的最大干密度最大，土體最為密實，細(xì)顆粒的含量也高于其他標(biāo)段土樣，其壓實性能優(yōu)于其他3個標(biāo)段土樣。

（2）該地區(qū)粉砂土黏粒含量對壓實性能的影響僅次于顆粒組分。當(dāng)粉砂土土體中細(xì)顆粒較小時，黏粒含量在壓實性能中將發(fā)揮更大的作用。細(xì)粒組含量和黏粒含量與粉砂土的最佳含水率呈正相關(guān)。

（3）當(dāng)飽和曲線與擊實曲線的橫向距離較大時土體并未達(dá)到真正的密實。A2土樣擊實曲線與飽和曲線相距較近，其最大干密度也高于其他3種土樣，土體相對較為密實。

【參考文獻(xiàn)】

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