鎮(zhèn)江地區(qū)下蜀土抗剪強度水敏感性的試驗研究★

黃 麗 華

(河西學(xué)院土木工程學(xué)院，甘肅 張掖 734000)

我國的下蜀土廣泛分布于長江中下游地區(qū)的崗地、丘陵等地貌單元中[1]，位置大都位于黃土和紅土間的過渡帶，它們所含的主要黏土礦物成分(高嶺石和伊利石)基本相同，并且具有不同程度的脹縮性[2]。每年雨季，鎮(zhèn)江地區(qū)的下蜀土邊坡常會發(fā)生一定的滑塌，可見，鎮(zhèn)江地區(qū)的下蜀土具有水敏感性。目前為止，有關(guān)下蜀土的研究主要選取的是南京地區(qū)的下蜀土[3,4]，但關(guān)于鎮(zhèn)江地區(qū)下蜀土的水敏感性分析較少。因此，應(yīng)加強鎮(zhèn)江地區(qū)下蜀土水敏性的理論探討與試驗研究。本文對取自鎮(zhèn)江跑馬山邊坡的下蜀土進行了水敏感性試驗，得到了些有益工程的結(jié)論。研究結(jié)論為鎮(zhèn)江地區(qū)下蜀土邊坡的穩(wěn)定性分析奠定了基礎(chǔ)，具有工程實際意義。

1 試驗土料及方法

1.1 試驗土料的基本特征

本文試驗中的下蜀土取自鎮(zhèn)江跑馬山邊坡。鎮(zhèn)江跑馬山下蜀土的粒組成分如表1所示。由表1可知，土樣中粒徑小于0.075 mm的細粒組含量占80.6%。通過常規(guī)的土工實驗，土樣的其他主要指標(biāo)如下：液限為30.7%，塑限為18.4%，塑限指數(shù)為12.3。按照國家標(biāo)準(zhǔn)[5]，所用鎮(zhèn)江跑馬山下蜀土為粉質(zhì)黏土。

表1 鎮(zhèn)江跑馬山下蜀土的顆粒組成

1.2 測試方法

下蜀土的制樣干密度取1.60 g/cm3，控制試樣的含水率分別為12.1%，14.3%，13.8%，15.7%，17.2%，18.0%，18.9%，19.5%，20.9%，22.0%，每個含水率組制備4個試樣。試驗所采用的上覆壓力分別為100 kPa，200 kPa，300 kPa和400 kPa。不同含水率下下蜀土的抗剪強度指標(biāo)如表2所示。

表2 不同含水率下下蜀土的抗剪強度指標(biāo)

2 試驗結(jié)果分析

2.1 含水率對下蜀土黏聚力的影響

不同含水率下下蜀土的黏聚力曲線如圖1所示。從含水率對下蜀土黏聚力的影響曲線中可以看出，隨著含水率的增加，下蜀土的黏聚力呈減小趨勢。下蜀土的黏聚力與含水率之間關(guān)系近似用線性函數(shù)表示為：

c=72.76-1.44w,12≤w≤22

(1)

其中，c為黏聚力，kPa；w為含水率，%。

2.2 含水率對下蜀土內(nèi)摩擦角的影響

不同含水率下下蜀土的內(nèi)摩擦角曲線如圖2所示。從含水率對下蜀土內(nèi)摩擦角的影響曲線中可以看出，含水率對下蜀土的內(nèi)摩擦角影響較大。下蜀土的內(nèi)摩擦角與含水率之間的關(guān)系近似用二次函數(shù)表示為：

φ=12.88+3.39w-0.16w2,12≤w≤22

(2)

其中，φ為內(nèi)摩擦角，(°)；w為含水率，%。

2.3 含水率對下蜀土抗剪強度的影響

不同上覆壓力及含水率下下蜀土的抗剪強度包線如圖3所示。從圖3中數(shù)據(jù)曲線可以明顯看出，下蜀土的抗剪強度隨著含水率的增加而逐漸減小，因此該地區(qū)的下蜀土具有明顯的水敏感性。

3 研究結(jié)論

1)隨著含水率的增加，下蜀土的黏聚力近似呈直線型減小趨勢。2)隨著含水率的增加，下蜀土的內(nèi)摩擦角近似呈二次函數(shù)型減小趨勢。3)下蜀土的抗剪強度隨著含水率的增加而逐漸減小，可見其具有明顯的水敏感性。