考慮持水能力的黃泛區(qū)高液限黏土路用壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

蔣紅光　曹讓　馬曉燕　陳思涵　陳魯川　姚占勇

摘? ?要：黃河下游沖淤積在山東省形成了大量特殊的高液限黏土，由于沿線平原區(qū)路基填料極度匱乏，若棄之不用將造成極大損失. 本文從施工期和運(yùn)營(yíng)期2個(gè)階段對(duì)土體的強(qiáng)度和模量進(jìn)行了試驗(yàn)探討. 黃泛區(qū)高液限黏土主要由高含量的磨圓粉粒及黏粒組成，高于最優(yōu)含水率壓實(shí)時(shí)，土體表現(xiàn)出空氣體積率低、飽和度高的特點(diǎn). 基于濾紙?jiān)囼?yàn)，發(fā)現(xiàn)高進(jìn)氣值導(dǎo)致土體具有很強(qiáng)的持水性. 基于不排水、不排氣的三軸試驗(yàn)，獲得了不同壓實(shí)狀態(tài)下土體歸一化靜強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)與飽和度、空氣體積率的相關(guān)關(guān)系. 該類土存在的最優(yōu)飽和度為79%（相應(yīng)空氣體積率為8%）. 相較于土體的強(qiáng)度特征，黃泛區(qū)高液限黏土回彈模量受含水率的影響更敏感，含水率由20%增加至23%時(shí)，盡管路基依然保持穩(wěn)定，但回彈模量的大幅衰減導(dǎo)致路基壓縮應(yīng)變?cè)黾咏?00%. 結(jié)合我國(guó)和日本的路基壓實(shí)控制標(biāo)準(zhǔn)，提出黃泛區(qū)高液限黏土的填筑含水率不應(yīng)高于23%，空氣體積率不高于8%（即壓實(shí)度控制在90%及以上），以保證土體強(qiáng)度和模量的長(zhǎng)期穩(wěn)定性.

關(guān)鍵詞：黃泛區(qū)高液限黏土;持水能力;飽和度;空氣體積率;抗剪強(qiáng)度;回彈模量

中圖分類號(hào)：TU41 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Subgrade Compaction Control Standard of High Liquid Limit Clay in Shandong

Yellow River Flood Area Considering Its Water Retaining Characteristics

JIANG Hongguang1，CAO Rang1，MA Xiaoyan2，CHEN Sihan1，CHEN Luchuan3，YAO Zhanyong1

（1. School of Qilu Transportation，Shandong University，Jinan 250061，China;

2. Road Bureau，Shandong Provincial Department of Transport，Jinan 250002，China;

3. Qilu Transportation Development Group，Jinan 250101，China）

Abstract：Large area of special high liquid limit clay was formed due to the depositing in the downstream of Yellow River at Shandong province. Without the use of such clay in those plain areas in lack of filling materials， great resource waste would be caused. This paper experimentally examined the soil strength and modulus in both construction and operation periods. The high liquid limit clay in Yellow River flood area consisted of higher rounded silt particle and clay particle， which presented low volume ratio of air and high saturation degree when compacted above the optimum moisture content. Based on the filter paper tests， it was indicated that high air intake value resulted in strong water retention capacity. Through the unventilated-undrained triaxial test， the relationships between the normalized static strength， shear strength and saturation degree/volume ration of air were obtained at different compaction states. It was found that the soil had an optimum saturation ratio at 79%（volume ratio of air=8%）. The soil resilient modulus was more sensitive to the moisture contents. Although the subgrade remained safe when moisture contents increased from 20% to 23%，the compression strain increased by almost 200% due to the sharp decrease in the resilient modulus. Considering the subgrade compaction standard specified in China and Japan， the high liquid limit clay in Yellow River flood area should be compacted lower than 23% moisture content and 8% volume ratio of air，i.e.，no less than 90% compaction degree，to ensure the long-term stability of soil strength and modulus.

Key words：high liquid limit clay in Yellow River flood area;water retaining characteristics;saturation degree;volume ratio of air;shear strength;resilient modulus

黃河下游沖淤積在山東省魯西南和魯西北平原形成了大量特殊的黃泛區(qū)高液限黏土[1].與我國(guó)南方和西南地區(qū)的高液限黏土相比，該類土的粉粒含量高，塑性分類圖上位于低液限黏土與高液限黏土過(guò)渡區(qū)域，土體表現(xiàn)出天然含水率高、保水性強(qiáng)、碾壓過(guò)程易形成表層硬殼層等特點(diǎn)[2-4]. 我國(guó)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：液限大于50%、塑性指數(shù)大于26的高液限土不能直接用于路基填筑[5]. 但是，在山東省交通量繁重的黃泛平原區(qū)，大量分布著這類高液限黏土，且其他土類取土困難，若棄之不用，將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境問(wèn)題.

對(duì)于典型南方高液限黏土的路用性能，我國(guó)很多學(xué)者開展了大量的室內(nèi)外試驗(yàn)研究. 高液限土的力學(xué)性能受含水率的影響非常顯著.劉順青等[6]對(duì)廣梧高速沿線的高液限土和紅黏土開展了不同含水率下的土體強(qiáng)度試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)對(duì)于高液限土，其內(nèi)摩擦角在含水率低于塑限時(shí)衰減緩慢，而含水率高于塑限后，內(nèi)摩擦角快速減小;對(duì)于紅黏土，粘聚力隨含水率的變化同樣呈現(xiàn)分段性;同時(shí)，由于高液限土表層失水速率比內(nèi)部快，表層易出現(xiàn)硬殼層. 吳立堅(jiān)等[7]對(duì)福建地區(qū)的高液限黏土進(jìn)行了室內(nèi)基本物性試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)填筑試驗(yàn)，認(rèn)為當(dāng)控制合理的含水率范圍25%～32%（最優(yōu)含水率為25%）、并重型碾壓8～10遍時(shí)，可以保證壓實(shí)后路堤的CRB值滿足規(guī)范要求. 由于高液限土的天然含水率普遍比最優(yōu)含水率高10%以上，通過(guò)晾曬的辦法很難在短時(shí)間內(nèi)將高液限土的含水率降至最優(yōu)含水率的±2%范圍以內(nèi). 因此，在較高含水率下降低壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)控制壓實(shí)工藝同樣可以使路基性能滿足規(guī)范要求. 劉鑫等[8]通過(guò)對(duì)廣梧高速公路河口至平臺(tái)段高液限黏土的CBR值及沉降研究，提出了高液限黏土和含砂高液限黏土的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)可降至88%. 程濤等[9]對(duì)廣東云羅高速沿線高液限土路基進(jìn)行了大量的室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)對(duì)于該高液限土采用包蓋法處理及降低壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)至88%后填筑路基的沉降滿足規(guī)范要求. 除了壓實(shí)度指標(biāo)，楊晶等[10]提出將空氣體積率控制在6.5%以下作為黃土壓實(shí)的附加標(biāo)準(zhǔn). 洪寶寧等[11]參考日本壓實(shí)度控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)南方高液限土提出了空氣體積率不超過(guò)8%的附加標(biāo)準(zhǔn). 張軍輝等[12]進(jìn)一步對(duì)南方紅黏土開展了不同含水率和壓實(shí)度下的動(dòng)三軸試驗(yàn)，并提出了相應(yīng)的臨界動(dòng)應(yīng)力水平.

可見，對(duì)高液限黏土路基填筑含水率、壓實(shí)度甚至是空氣體積率的控制標(biāo)準(zhǔn)仍然是工程實(shí)踐中的難點(diǎn). 我國(guó)規(guī)范中以擊實(shí)試驗(yàn)確定的最佳含水率及壓實(shí)度為控制標(biāo)準(zhǔn)，但黏性土路基的現(xiàn)場(chǎng)碾壓難以達(dá)到. 對(duì)于該類型的高液限黏土，實(shí)際工程中經(jīng)常存在含水率偏高、壓實(shí)度偏低狀態(tài)下碾壓的路基卻處于穩(wěn)定工作狀態(tài)的情況. 對(duì)此日本規(guī)范提出采用控制施工含水率及空氣體積率來(lái)滿足細(xì)粒土路基沉降量的要求[13-14]. 因此，針對(duì)山東黃河下游具有特殊成因的沖淤積高液限黏土，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)研究其基本物理力學(xué)特性，揭示其壓實(shí)機(jī)理和強(qiáng)度變形特性，進(jìn)而提出壓實(shí)控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)黃泛區(qū)高液限黏土路基現(xiàn)場(chǎng)碾壓質(zhì)量控制具有重要的工程實(shí)用價(jià)值.

1? ?高液限黏土的物理力學(xué)特性

試驗(yàn)所用的黃泛區(qū)高液限黏土取自濟(jì)（寧）徐（州）高速公路沿線，典型的顆粒級(jí)配曲線如圖1所示，顆粒組成統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示. 該類土主要由粉粒和黏粒組成，基本不存在粗粒土，粉粒含量最高，占65.5%～72.2%;黏粒含量次之，占22%～36.3%. 粉粒含量介于黃泛區(qū)粉土和南方高液限黏土之間，盡管該類土的粉粒占絕大部分，但土體的塑性表現(xiàn)出黏土的特性：液限47.7%～54.9%，塑限23.4%～30.1%. 按照細(xì)粒土分類的塑性圖，土體屬于高液限黏土的范圍. 但是，與一般高液限黏土相比，該類土的粉粒含量明顯偏高，導(dǎo)致其液塑限均偏低;而且，經(jīng)電鏡微觀結(jié)構(gòu)掃描發(fā)現(xiàn)山東黃泛區(qū)的粉粒顆粒不具備粉土常見的片狀或針狀結(jié)構(gòu)，未見明顯的棱角，顆粒的磨圓度更高，這主要是由于經(jīng)黃河水流的長(zhǎng)時(shí)間浸泡、顆粒撞擊和水流沖刷作用，顆粒表層破碎、剝落嚴(yán)重，粉粒顆粒之間未形成互嵌結(jié)構(gòu)，如圖2所示. 由于粉粒含量較高，毛細(xì)孔隙發(fā)達(dá)，土體具有易吸濕性，遇水敏感;同時(shí)，小于0.002 mm的黏粒含量高于22%，與水作用的界面效應(yīng)強(qiáng)，表現(xiàn)出較高的粘聚力和保水性. 因此，較高含量的磨圓粉粒及黏粒組成，決定了山東黃泛區(qū)高液限黏土特有的強(qiáng)度和變形特性.

圖3所示為黃泛區(qū)高液限黏土重型擊實(shí)結(jié)果. 該類土的擊實(shí)曲線駝峰較寬，在最佳含水率左側(cè)，擊實(shí)曲線較寬緩，表現(xiàn)出粉性土的性狀;在最佳含水率右側(cè)，擊實(shí)曲線趨于直線下降. 當(dāng)擊實(shí)含水率超過(guò)20%后，隨含水率增高，擊實(shí)曲線趨近甚至重合于飽和線，干密度迅速下降，擊實(shí)過(guò)程出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象，但沒有水分滲出，保水性強(qiáng). 與普通粉土和黏土的壓實(shí)曲線相比，該黃泛區(qū)高液限黏土在含水率較高時(shí)，壓實(shí)曲線非常接近飽和線，表明土體三相介質(zhì)中的氣相成分容易被壓縮和排出，土體壓實(shí)后的空氣體積率要較普通粉土和黏土低. 因此，高含水率壓實(shí)下空氣體積率低，是黃泛區(qū)高液限黏土區(qū)別于其他粉土和黏土的顯著特點(diǎn).

2? ?持水能力

黃泛區(qū)高液限黏土的天然含水率普遍在26%以上，現(xiàn)場(chǎng)需要機(jī)械翻耕和6～7 d的充分晾曬才能將含水率降至最優(yōu)含水率. 現(xiàn)場(chǎng)取天然含水率狀態(tài)的土樣，室內(nèi)根據(jù)濕法制備土樣. 采用濾紙?jiān)囼?yàn)對(duì)土體的持水特性進(jìn)行研究，通過(guò)靜壓成型法制備直徑5 cm×高度5 cm的試樣，試樣含水率分別為26%、23%、20%、17%、15%和13%，目標(biāo)壓實(shí)度依次為88%、90%、92%和94%. 采用雙圈牌No.203型濾紙，兩個(gè)土樣中間放置3層濾紙，上、下層濾紙起保護(hù)作用，而后用絕緣膠帶黏貼接縫處，并將制備完成的試件放置在密封罐中，最后置于恒溫恒濕箱中（溫度25 ℃，濕度95%）. 根據(jù)美國(guó)ASTM D5298-10濾紙法試驗(yàn)規(guī)程[15]，測(cè)試得到密封10 d后吸濕濾紙的含水率，按照王釗等[16]得到的率定方程式計(jì)算相應(yīng)的基質(zhì)吸力，如圖4所示. Fredlund & Xing[17]提出了體積含水率與基質(zhì)吸力的4參數(shù)關(guān)系模型：

式中：a、b和c為擬合系數(shù);θs為飽和狀態(tài)下的體積含水率;C（hm）為調(diào)整系數(shù);hr為與殘留體積含水率對(duì)應(yīng)的基質(zhì)吸力，它使曲線的干燥段轉(zhuǎn)為水平向，可參考Zapata[18]提出的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

式中：PI為土的塑性指數(shù). 基于最小二乘法可以擬合得到上述系數(shù)為：a = 596.8，b = 1.0，c = 1.3，擬合得到的土水特征曲線如圖4（a）所示. 同時(shí)，根據(jù)飽和度與體積含水率的關(guān)系式（4），可進(jìn)一步得到飽和度與基質(zhì)吸力的關(guān)系曲線如圖4（b）所示.

基質(zhì)吸力/kPa

（a）體積含水率-基質(zhì)吸力

黃泛區(qū)高液限黏土的田間持水率高達(dá)40.4%（A點(diǎn)，對(duì)應(yīng)基質(zhì)吸力33 kPa），相應(yīng)的飽和度為98.6%，土體基本處于飽和狀態(tài). 由斜率恒定部分的延長(zhǎng)線與飽和時(shí)的基質(zhì)吸力水平線相交于B點(diǎn)，可以得到對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣值為125 kPa，當(dāng)黃泛區(qū)高液限黏土路基的基質(zhì)吸力高于該進(jìn)氣值時(shí)，土中孔隙開始進(jìn)氣（即減飽和），土體的含水率隨之大幅度下降. 但是，對(duì)于實(shí)際運(yùn)營(yíng)多年的填筑路基，在大氣降雨入滲[19]、蒸發(fā)作用和地下水毛細(xì)作用下其內(nèi)部基質(zhì)吸力多穩(wěn)定在0～100 kPa以內(nèi). Smethurst等[20]對(duì)英國(guó)Newbury已運(yùn)營(yíng)6年的黏土路基（填高8 m）開展了為期5年的持續(xù)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)路基內(nèi)部的持水狀態(tài)與土層深度和季節(jié)變動(dòng)密切相關(guān). 對(duì)于路基淺層，當(dāng)水分超過(guò)田間持水率時(shí)，重力水對(duì)吸力影響更大[21]，路基淺層0.3 m處土體的體積含水率和基質(zhì)吸力隨季節(jié)在12%～45%和0～100 kPa范圍內(nèi)規(guī)律性波動(dòng);距路表0.6 m處土體的體積含水率和基質(zhì)吸力在前3年隨季節(jié)在25%～45%和0～80 kPa范圍內(nèi)波動(dòng)，但3年后其體積含水率穩(wěn)定在40%附近，基質(zhì)吸力穩(wěn)定在0～30 kPa;距路表0.9 m處土體的體積含水率和基質(zhì)吸力在2年后基本穩(wěn)定在45%和0～10 kPa. 即使在蒸發(fā)作用強(qiáng)烈的地區(qū)，由于受路面覆蓋效應(yīng)的影響，路基的平衡濕度仍然遠(yuǎn)高于竣工時(shí)期. 冉武平等[22]對(duì)通車近10年的G315新疆南疆路段進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)路基濕度調(diào)研，發(fā)現(xiàn)路基頂面以下0.4～0.8 m土體的含水率遠(yuǎn)高于裸露地面，并實(shí)測(cè)了路基內(nèi)部的基質(zhì)吸力：對(duì)于粉土和砂土路基，其基質(zhì)吸力偏低，介于0～50 kPa;黏土路基的基質(zhì)吸力偏高，介于30～80 kPa. 而且，當(dāng)路基存在夾砂層時(shí)，會(huì)進(jìn)一步阻隔水分的遷移[23]. 黃泛區(qū)高液限黏土多分布在河流湖泊周圍，地下水位距離地表2 m左右，由該類土填筑而成的路基，其濕度主要由地下水控制. 盡管路基施工時(shí)按照最優(yōu)含水率填筑且壓實(shí)度不低于93%，相應(yīng)的飽和度為73%，如圖4（b）中的D點(diǎn)，此時(shí)的基質(zhì)吸力約為550 kPa，遠(yuǎn)高于進(jìn)氣值和現(xiàn)有路基的基質(zhì)吸力實(shí)測(cè)值. 通過(guò)對(duì)運(yùn)營(yíng)多年的高液限黏土路基取樣結(jié)果看，土體的含水率增大至22%～24%，飽和度達(dá)到98%，如圖4（b）中的E點(diǎn)，此時(shí)的基質(zhì)吸力約50 kPa，介于田間持水值和進(jìn)氣值之間. 因此，高液限黏土的高進(jìn)氣值導(dǎo)致了土體具有很強(qiáng)的持水性，在常年的降雨入滲和毛細(xì)水作用下，路基土體逐漸由施工階段的低飽和度發(fā)展到高飽和度，且從路基的實(shí)際運(yùn)營(yíng)環(huán)境看，該過(guò)程一旦完成便很難逆轉(zhuǎn).

3? ?不同壓實(shí)狀態(tài)下的土體強(qiáng)度與回彈模量

3.1? ?三軸試驗(yàn)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土體含水率的變化范圍，濕法制備含水率分別為17%、20%、23%、26%和29%的土樣，大筒重型擊實(shí)成型，壓實(shí)度分別為85%、90%、93%和96%，如表2所示. 由于該土的滲透系數(shù)很小，施工期和交通荷載的短時(shí)作用過(guò)程中，土體多處于固水固氣狀態(tài)，因此進(jìn)行三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn).

3.1.1? ?應(yīng)力-應(yīng)變曲線

圖5為高液限黏土在含水率w = 23%，壓實(shí)度k = 90%時(shí)不同圍壓下的偏應(yīng)力、孔隙水壓力與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線. 對(duì)于非飽和的黃泛區(qū)高液限黏土，

圍壓的增加對(duì)偏應(yīng)力與軸向應(yīng)變的影響并不顯著. 在低圍壓條件下（100 kPa），孔隙水壓力隨軸壓的增長(zhǎng)并未出現(xiàn)較大幅度的發(fā)展，軸向施加的荷載大部分由土骨架承擔(dān)，有效應(yīng)力增大，土體強(qiáng)度提高;隨著圍壓的增大，孔隙水逐漸承擔(dān)較大的荷載，當(dāng)增加的圍壓完全由孔壓承擔(dān)時(shí)，土體有效應(yīng)力不再增加，土體接近于飽和土的工作模式，土體強(qiáng)度不隨圍壓的增加而增大;而對(duì)于三相體承擔(dān)荷載的非飽和土而言，會(huì)出現(xiàn)孔壓的增加量超過(guò)圍壓的增幅的情況，如圍壓由200 kPa增加至300 kPa時(shí)，孔壓增量超過(guò)100 kPa，此時(shí)土骨架的有效應(yīng)力反而降低，導(dǎo)致土體強(qiáng)度降低. 這也是非飽和土強(qiáng)度發(fā)展過(guò)程中所特有的現(xiàn)象，即當(dāng)荷載由土骨架和氣相承擔(dān)時(shí)，有利于土體強(qiáng)度的提高;而當(dāng)荷載由氣相承擔(dān)變?yōu)榭紫端袚?dān)時(shí)，土體強(qiáng)度將降低.

圖6為高液限黏土在壓實(shí)度90%、圍壓100 kPa時(shí)不同含水率下的偏應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系. 含水率的提高將顯著降低土體的偏應(yīng)力水平，峰值偏應(yīng)力由17%含水率下的560 kPa降低至23%含水率下的254 kPa. 而且，高含水率下的土體更快由線性發(fā)展階段轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄郧A段，對(duì)應(yīng)的臨界軸向應(yīng)變和偏應(yīng)力分別由17%含水率下的1.7%和326 kPa降低至23%含水率下的0.6%和72 kPa. 然而，壓實(shí)度的提高對(duì)土體偏應(yīng)力與軸向應(yīng)變的關(guān)系幾乎沒有影響，如圖7所示，表明在不排水、不排氣條件下，土體的強(qiáng)度主要受含水率的影響，與壓實(shí)度和圍壓的關(guān)系較小. 類似的規(guī)律也出現(xiàn)在非飽和殘坡積土[24]和砂性土中[25].

3.1.2? ?歸一化靜強(qiáng)度

取偏應(yīng)力-應(yīng)變曲線中的應(yīng)力峰值點(diǎn)作為土體的靜強(qiáng)度，對(duì)于應(yīng)變硬化型的土樣，靜強(qiáng)度取值為軸向應(yīng)變15%所對(duì)應(yīng)的偏應(yīng)力值. 定義歸一化靜強(qiáng)度為靜強(qiáng)度與相應(yīng)圍壓比值的一半，近似表征路基某深度處附加應(yīng)力與自重應(yīng)力的比值. 圖8為不同含水率和壓實(shí)度下土體歸一化靜強(qiáng)度與飽和度、空氣體積率的相關(guān)關(guān)系，包括3條含水率等值線（w=17%、20%和23%）和4條壓實(shí)度等值線（k=85%、90%、93%和96%）. 含水率和壓實(shí)度的提高均會(huì)導(dǎo)致土體飽和度的增加和空氣體積率的減小，但飽和度或空氣體積率的變化路徑?jīng)Q定了歸一化靜強(qiáng)度的演化趨勢(shì). 從路基長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)的角度，在壓實(shí)度恒定時(shí)，由土體吸濕引起的飽和度增加（或空氣體積率減?。?dǎo)致歸一化靜強(qiáng)度大幅衰減，如歸一化靜強(qiáng)度由施工飽和度（相應(yīng)Va = 10.7%）時(shí)的3.0降至運(yùn)營(yíng)飽和度（相應(yīng)Va = 0.7%）時(shí)的1.4，此時(shí)的含水率穩(wěn)定在23%，土體仍具有較高的靜強(qiáng)度. 從路基施工壓實(shí)的角度，在含水率恒定時(shí)，由土體壓實(shí)引起的飽和度增加會(huì)導(dǎo)致歸一化靜強(qiáng)度的提高，但增長(zhǎng)幅度受土體含水率狀態(tài)的影響. 當(dāng)土體以最優(yōu)含水率w = 17%壓實(shí)時(shí)，歸一化靜強(qiáng)度隨飽和度的增加而顯著提高;當(dāng)土體以含水率w = 20%和23%壓實(shí)時(shí)，歸一化靜強(qiáng)度的增幅放緩，尤其是飽和度超過(guò)79%后，歸一化靜強(qiáng)度基本不再提高，分別穩(wěn)定在2.1和1.4;當(dāng)含水率提高至26%及以上時(shí)，土體的靜強(qiáng)度已經(jīng)非常小. 可見，對(duì)于土體壓實(shí)而言，存在一個(gè)最優(yōu)飽和度Sr = 79%（相應(yīng)Va = 8%），低于該值時(shí)，土體強(qiáng)度隨壓實(shí)功的增加而增大;高于該飽和度后，繼續(xù)提高壓實(shí)功，土體的強(qiáng)度不再有顯著提高. Heitor等[26]在研究壓實(shí)粉砂土的強(qiáng)度時(shí)，同樣發(fā)現(xiàn)存在一個(gè)最優(yōu)飽和度范圍（Sr = 67%～80%）使得土體強(qiáng)度最大，稱之為Moderate aggregation region. Heitor等對(duì)此解釋為：盡管低飽和度下土體的基質(zhì)吸力較高，但土顆粒的接觸程度低、骨架結(jié)構(gòu)不夠密實(shí)，導(dǎo)致土體整體強(qiáng)度并不高，稱之為Extensive aggregation region;而在高飽和度下，盡管土骨架已足夠密實(shí)，但此時(shí)基質(zhì)吸力很低，同樣導(dǎo)致土體強(qiáng)度不高，稱之為Insignificant aggregation region，因而存在一個(gè)最優(yōu)的飽和度. 但是，對(duì)于黃泛區(qū)高液限黏土而言，當(dāng)飽和度高于此最優(yōu)飽和度后，土體靜強(qiáng)度并未出現(xiàn)顯著降低，這是由于土體的進(jìn)氣值很高，在高飽和度下仍具有較高的基質(zhì)吸力，如圖4所示. 另外，日本土質(zhì)路基壓實(shí)控制標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于0.075 mm過(guò)篩量在20%以上的土按照空氣體積率Va ≤ 8%作為壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，這也與本試驗(yàn)的結(jié)論一致. 而且，當(dāng)土體含水率控制在20%～23%、壓實(shí)度90%～93%時(shí)，土體歸一化靜強(qiáng)度不會(huì)因運(yùn)營(yíng)期飽和度的增加或空氣體積率的降低而衰減，具有良好的水穩(wěn)定性.

2）該類土的進(jìn)氣值高達(dá)125 kPa，遠(yuǎn)高于目前路基內(nèi)部的基質(zhì)吸力實(shí)測(cè)值. 高進(jìn)氣值導(dǎo)致了土體具有很強(qiáng)的持水性，土體達(dá)到平衡濕度后，路基將保持高飽和狀態(tài)而很難降低.

3）該類土存在最優(yōu)飽和度Sr = 79%（相應(yīng)空氣

體積率為8%），低于該飽和度時(shí)，土體強(qiáng)度隨壓實(shí)功的增加而增大;高于該飽和度后，繼續(xù)提高壓實(shí)功，土體的強(qiáng)度不再有顯著提高.

4）相較于土體的強(qiáng)度特征，黃泛區(qū)高液限黏土回彈模量受含水率的影響更敏感. 因此，建議填筑含水率不高于23%，壓實(shí)度可控制在90%及以上，此時(shí)的空氣體積率在8%以下，以保證土體強(qiáng)度和模量的長(zhǎng)期穩(wěn)定性. 在該壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)下，開展了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)路填筑工作，路基總體沉降穩(wěn)定.

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