含泥量與含水率對三峽庫區(qū)花崗巖風(fēng)化砂細(xì)集料抗剪強(qiáng)度的影響

楊世文， 蘇愛軍*， 劉 孟， 林世權(quán)

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)教育部長江三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害研究中心， 武漢 430074； 2.中土大地國際建筑設(shè)計(jì)有限公司， 石家莊 050011)

砂土因具有高承載力、沉降變形小及良好的壓實(shí)性和透水性的特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于高速公路、鐵路的路基回填以及建筑地基工程中。砂土的工程性質(zhì)不僅僅取決于砂土本身顆粒的堅(jiān)硬程度，還取決于砂土的混合比例，當(dāng)砂土混合比中：粗集料含量>細(xì)集料含量，砂土工程性質(zhì)主要由粗集料決定；當(dāng)細(xì)集料含量>粗集料含量時，砂土工程特性由細(xì)集料決定[1]。研究砂土細(xì)集料的強(qiáng)度特性，有助于工程設(shè)計(jì)的參數(shù)選取。

目前，許多學(xué)者對砂土的強(qiáng)度特性研究主要從摻入黏粒含量和含水量來研究。劉雪珠等[2]、朱建群等[3]在細(xì)砂里摻入黏粒含量得出剪切強(qiáng)度均與粉粒含量和圍壓成正比。董倩等[4]在對基質(zhì)力對粉質(zhì)砂土的研究提出低含水率對抗剪強(qiáng)度存在一個基質(zhì)吸力峰值現(xiàn)象。馮曉臘等[5]研究黏粒含量對砂土抗剪強(qiáng)度得出含黏粒量為15%時，砂土抗剪強(qiáng)度呈現(xiàn)先增后減的現(xiàn)象。陳永健等[6]認(rèn)為含膨潤土對提高砂土的黏聚力勝于高嶺土，而砂土的內(nèi)摩擦角值最低時對應(yīng)膨潤土含量為10%，高嶺土含量為15%。楊瑞雪等[7]對細(xì)砂的強(qiáng)度影響研究認(rèn)為影響砂土強(qiáng)度因素按次要分別是干密度>黏性土含量>含水率。其中指出黏性土含量有明顯提高砂土的內(nèi)聚力，含水率對黏聚力和摩擦角的影響均較小。雷俊安等[8]分別對三峽庫區(qū)風(fēng)化砂中摻入粉煤灰，結(jié)果表明：摻入水泥含量呈正相關(guān)；粉煤灰摻量對黏聚力具有增大作用，對內(nèi)摩擦角影響為先增后減的現(xiàn)象。呂璽琳等[9]研究黏-砂混合物的強(qiáng)度特性得出黏-砂混合物的強(qiáng)度與黏砂比有關(guān)，黏砂比大于1時內(nèi)聚力最小;黏砂比由0→1%→2%的變化過程中，摩擦角的變化是先增大后減小現(xiàn)象降。慕青松等[10]研究表明，如低含水率下砂的抗剪強(qiáng)度隨基質(zhì)增加而增大,到某一定值時開始隨基質(zhì)的增大而下降；張睿敏[11]認(rèn)為黏粒含泥量對抗剪強(qiáng)度影響受到含水率，彎月形作用面積，壓力差三個方面綜合效應(yīng)。王海東等[12]認(rèn)為含水率17.4%為非飽和砂土的一個界限含水率，在臨界值之下，抗剪強(qiáng)度微幅降低.在臨界值之上，抗剪強(qiáng)度急劇降低。曹志翔等[13]研究得出含水率為8%時，低法向應(yīng)力下的黏聚力最大；在高法向應(yīng)力時，內(nèi)摩擦角值隨含水率的變化很小。白琴琴等[14]研究得出基質(zhì)吸力與含水率為反比關(guān)系，研究表明含水率為8%～10%時出現(xiàn)似黏聚力峰值。

統(tǒng)計(jì)資料表明，在湖北省三峽庫區(qū)庫岸段存在大量花崗巖風(fēng)化砂，并被用作秭歸新縣城和宜昌市夷陵區(qū)太平溪鎮(zhèn)的地基或路基的回填料。 其中秭歸新縣城回填面積約50×104m2，回填料粒度分布不均勻，細(xì)集料平均含量為53%，部分區(qū)域可達(dá)70%[15]。因此研究風(fēng)化砂細(xì)集料抗剪強(qiáng)度對三峽庫區(qū)庫岸、秭歸新縣城和宜昌市夷陵區(qū)太平溪鎮(zhèn)的回填地基以及路基穩(wěn)定性具有重要工程意義。且目前關(guān)于三峽庫區(qū)花崗巖風(fēng)化砂細(xì)集料剪切特性的相關(guān)研究甚少。為此，以粒徑≤2 mm花崗巖風(fēng)化砂細(xì)集料為研究對象，采用四聯(lián)式電動直剪進(jìn)行抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，重點(diǎn)調(diào)查含水率和含泥量對細(xì)集料力學(xué)性質(zhì)的影響，可為工程實(shí)踐提供參考依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)設(shè)備

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用風(fēng)化砂取自三峽庫區(qū)秭歸縣物流園附近花崗巖風(fēng)化砂(圖1)，由閃云斜長花崗巖風(fēng)化而成，顏色呈暗黃褐色，顆粒分明，天然含水率低，不黏手，呈棱角形，松散狀態(tài)，團(tuán)塊一揉就散。原始風(fēng)化砂基本物理力學(xué)性質(zhì)如表1所示。

1.2 細(xì)集料制備

根據(jù)文獻(xiàn)[1]及《土工試驗(yàn)規(guī)程》(SL—1999)[16]將粒徑2 mm的粗粒土作為粗料和細(xì)料的分界點(diǎn)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)剔除異常大顆粒后以粒徑0.075～2 mm的細(xì)砂作為基本骨架，粒徑小于0.075 mm視為含泥量，對所取回填砂樣品進(jìn)行2 d曬干處理后，進(jìn)行細(xì)集料的篩分、配制工作，試樣篩分的采用篩盤直徑為30 mm不銹鋼振篩機(jī)進(jìn)行。篩孔孔徑篩分為：2、1、0.5、0.25、0.075 mm五種篩盤；篩分時間持續(xù)5 min左右。按照土工試驗(yàn)指導(dǎo)書，對原料回填砂分五次選取，每次取500 g，進(jìn)行篩分試驗(yàn)求取平均值，篩分統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如表2所示，累計(jì)曲線如圖2所示。

圖1 野外取樣地點(diǎn)Fig.1 Field sampling site

表1 風(fēng)化砂基本物理力學(xué)性質(zhì)

表2 篩分結(jié)果統(tǒng)計(jì)

圖2 2 mm以下風(fēng)化砂累計(jì)曲線Fig.2 Accumulated curve of weathered sand below 2 mm

1.3 含泥量、含水率的測定及試驗(yàn)方案

1.3.1 配置原則

風(fēng)化砂細(xì)集料配樣原則是：每組試驗(yàn)保證其獨(dú)立性的基礎(chǔ)上，按照含泥量和含水率從低到高，逐漸加入粉黏粒和水的順序進(jìn)行，并配置均勻。

1.3.2 含泥量控制

從已篩好的砂料中選取2～0.075 mm的粒徑作為細(xì)集料，把粒徑<0.075 mm視為含泥量。按照混合比在細(xì)集料里摻入含泥量分別為0、5%、10%、15%。靜置風(fēng)干一天后分裝入樣品袋。

1.3.3 含水率制定

每次配樣時從配置好的含泥量土樣中稱取 200 g 風(fēng)干土樣。然后依據(jù)設(shè)定含水率和風(fēng)干含水率計(jì)算出加水量。加水量計(jì)算公式為

(1)

式(1)中：m為風(fēng)干土樣總質(zhì)量，kg；mw為土樣所需加水量，kg；ω0為風(fēng)干土樣總含水率，%；ω′為制樣含水率，%。分別配置出含水率(5%、10%、15%、20%)的土樣并裝入樣品袋。

1.3.4 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)采取控制變量的方法進(jìn)行，參照土工指導(dǎo)書的規(guī)定，在4個垂直壓力(50、100、200、400 kPa)作用下進(jìn)行，共16組試驗(yàn)。

(1)A組含量為0，設(shè)置不同的含水率：A1(5%)、A2(10%)、A3(15%)、A4(20%)。

(2)B組含量為5%，設(shè)置不同的含水率：B1(5%)、B2(10%)、B3(15%)、B4(20%)。

(3)C組含量為10%，設(shè)置不同的含水率：C1(5%)、C2(10%)、C3(15%)、C4(20%)。

(4)D組含量為15%，設(shè)置不同的含水率：D1(5%)、D2(10%)、D3(15%)、D4(20%)。

1.4 試驗(yàn)儀器及步驟

1.4.1 試驗(yàn)儀器

目前，測土體抗剪強(qiáng)度常用的儀器主要有直剪儀和三軸儀。三軸試驗(yàn)雖然能較好地還原土的原始狀態(tài)，所測得值較為精準(zhǔn)；但影響因素多，試驗(yàn)耗時較長。而四聯(lián)式直剪儀受本身結(jié)構(gòu)影響，難控制排水和難測定孔隙水壓，實(shí)際剪切面有偏離最薄弱面，剪切面處應(yīng)力分布不均勻，存在較高的殘余強(qiáng)度；但由于其操作簡單、制樣簡便、影響因素較少，因此應(yīng)用廣泛。由于三峽庫區(qū)被用作地基和路基的花崗巖風(fēng)化砂細(xì)料含量占有量較大，且直剪儀的試驗(yàn)結(jié)果能滿足工程的需求，故選用操作簡單，影響因素較少的四聯(lián)應(yīng)變控制式直剪儀來進(jìn)行試驗(yàn)(圖3)。

圖3 四聯(lián)電動直剪儀Fig.3 Quadruplex electric direct shear instrument

1.4.2 試驗(yàn)步驟

試驗(yàn)采用直接快剪的方式，剪切速率設(shè)置為0.8 mm/min。依次對A、B、C、D組試驗(yàn)按照土工試驗(yàn)規(guī)程[16]的試驗(yàn)準(zhǔn)備、裝樣、固結(jié)、剪切等步驟逐一進(jìn)行操作。每組試驗(yàn)同時進(jìn)行4樣的試驗(yàn)，在垂直壓力分別為 50、100、200、400 kPa進(jìn)行試驗(yàn)，在施加壓力的時候，4個垂直壓力需要同時且輕輕進(jìn)行施加，試驗(yàn)后對數(shù)據(jù)進(jìn)行及時整理，數(shù)據(jù)離散程度大時，補(bǔ)加試驗(yàn)組數(shù)。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 風(fēng)化砂細(xì)集料剪切結(jié)果

將不同的含泥量和含水率的砂土抗剪強(qiáng)度直剪試驗(yàn)結(jié)果整理如表3、圖4所示。

由表3直剪試驗(yàn)結(jié)果顯示，試驗(yàn)設(shè)計(jì)以含水率和含泥量為變量，風(fēng)化砂細(xì)集料的抗剪強(qiáng)度結(jié)果得內(nèi)摩擦角(φ)為20.9°～24.9°，黏聚力(c)6.4～21.3 kPa?？梢钥闯?，以含泥量和含水率作為變量，對細(xì)集料的抗剪強(qiáng)度值有一定影響，從內(nèi)摩擦角和黏聚力的變化區(qū)間大小來看，兩個試驗(yàn)變量對于黏聚力的影響作用比內(nèi)摩擦角的要明顯。①當(dāng)含水率為20%時，含泥量為0、15%對應(yīng)的所對應(yīng)的內(nèi)摩擦角分別為23.9°、20.9°，差值為3°；當(dāng)含泥量為15%時，含水率為5%、20%所對應(yīng)的內(nèi)摩擦角分別為22.6°、20.9°，差值為 1.7°；可見含水率和含泥量對內(nèi)摩擦角的影響較小，而且在控制其中一個量不變化條件下，含水率對內(nèi)摩擦角的影響明顯弱于含泥量。②當(dāng)含水率為10%，含泥量為0、15%時分別對應(yīng)的黏聚力為8.4、20.6 kPa，差值為12.2 kPa，此時黏聚力隨含泥量的變化幅度是最大；而當(dāng)含泥量為15%，含水率5%、20%分別對應(yīng)的黏聚力為21.3、13.6 kPa，差值為7.7 kPa;此時黏聚力隨含水率的變化幅度最大。對比含水率和含泥量的變化對黏聚力影響可知，含泥量對黏聚力影響較含水率的作用更加明顯。

表3 16組常規(guī)直剪試驗(yàn)強(qiáng)度值統(tǒng)計(jì)表

圖4 不同含水率、含泥量的砂土抗剪強(qiáng)度擬合曲線Fig.4 Fitting curves of shear strength of sand with different water content and mud content

觀察圖4中不同含水率、不同含泥量在法向應(yīng)力變化下的抗剪強(qiáng)度及擬合線。從擬合方程的擬合度R2均為0.989～0.990，可知擬合曲線較好，表明抗剪強(qiáng)度與法向應(yīng)力呈現(xiàn)非常好的線性關(guān)系。隨著含水率和含泥量的增加，風(fēng)化砂細(xì)集料抗剪強(qiáng)度包絡(luò)線有下移趨勢，這與文獻(xiàn)結(jié)果[6]相似。在含泥量為0時，抗剪強(qiáng)度隨含水率的增加而逐漸減小，含水率在15%之后有稍微反彈現(xiàn)象。在含水率為5%時，抗剪強(qiáng)度隨含泥量和法向應(yīng)力的增加明顯增大。在含泥量為15%時，抗剪強(qiáng)度隨含水率的增加而減小。說明在低含水率條件下，含泥量對砂土抗剪強(qiáng)度影響較大；在高含泥量下，抗剪強(qiáng)度隨含水率的增加而呈現(xiàn)減小現(xiàn)象。

2.2 含水率，含泥量對抗剪強(qiáng)度的影響分析

2.2.1 含水率與抗剪強(qiáng)度關(guān)系分析

圖5 不同含水率的砂土抗剪強(qiáng)度曲線Fig.5 Shear strength curve of sand with different water content

由圖5可知，抗剪強(qiáng)度總體隨含水率的增加而減小，當(dāng)砂土在不同含泥量不同法向荷載下，含水率對抗剪強(qiáng)度的影響作用不同。在圖5(a)中含泥量為0時，在50、100 kPa的低法向應(yīng)力下，抗剪強(qiáng)度隨含水率增大而明顯增大，此時對應(yīng)的含水率為10%。與文獻(xiàn)[14]的研究結(jié)果適宜含水率為8%幾乎一致，當(dāng)含水率增大到15%后抗剪強(qiáng)度趨于平緩。圖5(b)中，當(dāng)5%的泥量在400 kPa高法向應(yīng)力下，其抗剪強(qiáng)度在含水率為15%為最低值，且差值比其他荷載條件下也是最大的；當(dāng)含水率為10%～15%時，抗剪強(qiáng)度先減小，在含水率為15%后抗剪強(qiáng)度有緩慢增大趨勢。圖5(c)中，抗剪強(qiáng)度隨含水率的增大而明顯下降，在含水率為10%～15%時下降斜率更加明顯，與文獻(xiàn)[12]結(jié)果相似，且法向荷載越大抗剪強(qiáng)度陡降越明顯，剪切強(qiáng)度在含水率大于15%后，呈現(xiàn)先增大而減小逐漸趨于平緩。說明含水率增加到界限含水率時對抗剪強(qiáng)度不再具有明顯持續(xù)影響作用。圖5(d)含泥量為15%時，抗剪強(qiáng)度總體隨含水率的增大先減小后增大現(xiàn)象，對應(yīng)含水率為15%。即文獻(xiàn)[4-5]中提到“峰值”現(xiàn)象。綜上現(xiàn)象可知：①抗剪強(qiáng)度總體隨含水率的增大而減小的，低含泥量和低應(yīng)力下，適宜的含水率會對抗剪強(qiáng)度有一定提高作用；②試驗(yàn)現(xiàn)象表明，存在一個臨界含水率，抗剪強(qiáng)度不會一直隨含水率的增大而降低；當(dāng)含水率為15%時，強(qiáng)度曲線趨于平緩，而且隨法向應(yīng)力和含泥量的增大會有反彈上升現(xiàn)象。

2.2.2 含泥量與抗剪強(qiáng)度關(guān)系分析

圖6 不同含泥量的砂土抗剪強(qiáng)度曲線Fig.6 Shear strength curve of sand with different water content

由圖6可知，抗剪強(qiáng)度總體隨含泥量增大而增大，當(dāng)砂土在不同含水率不同法向荷載下，含泥量對抗剪強(qiáng)度的影響作用不同。由圖6(a)可知，含水率5%時，抗剪強(qiáng)度總體隨含泥量增大而增大，在含泥量在5%～10%時，抗剪強(qiáng)度斜率增加較明顯，含泥量大于10%后抗剪強(qiáng)度曲線趨于平緩。圖6(b)中，含水率為10%時，當(dāng)法向應(yīng)力<200 kPa時，抗剪強(qiáng)度隨含泥量增加而增大；當(dāng)法向應(yīng)力>400 kPa，抗剪強(qiáng)度隨含泥量增加而增大發(fā)生折減，此時對應(yīng)的含泥量為10%。圖6(c)中，含水率為15%時，抗剪強(qiáng)度隨含泥量的增大而減?。缓嗔繛?%時，法向應(yīng)力<100 kPa下的抗剪強(qiáng)度曲線變化趨向平緩；法向應(yīng)力為400 kPa的抗剪強(qiáng)度曲線在含泥量為10%時發(fā)生明顯折減。圖6(d)中，當(dāng)含泥量小于10%時，抗剪強(qiáng)度整體隨含泥量的增大而減小，當(dāng)含泥量大于10%時，抗剪強(qiáng)度曲線隨含泥量的增加而趨于平緩。由此可將10%含泥量定為風(fēng)化砂細(xì)料的峰值，這與文獻(xiàn)[6]的研究結(jié)果有點(diǎn)相似，二者峰值對應(yīng)含泥量差值為5%，這是原始級配不同而產(chǎn)生的差異。綜上可知：①低含水率條件下，抗剪強(qiáng)度隨含泥量的增加而增大；但在含水率為10%，法向應(yīng)力為400 kPa時，抗剪強(qiáng)度會發(fā)生折減，所對應(yīng)含泥量為10%。②在高含水率條件下，抗剪強(qiáng)度隨含泥量的增加出現(xiàn)先減小后而增大的現(xiàn)象，折減點(diǎn)對應(yīng)的含泥量為10%。

2.3 含水率、含泥量對抗剪強(qiáng)度的機(jī)理分析

2.3.1 含水率對抗剪強(qiáng)度機(jī)理分析

圖7 非飽和砂土氣-液交界幾何形狀(據(jù)文獻(xiàn)[5]修改)Fig.7 Unsaturatedsand rustic-liquid junction geometry (modified by ref.[5])

由圖7(a)可知，含泥量為0時，即純砂狀態(tài)下進(jìn)行剪切試驗(yàn)，抗剪強(qiáng)度主要來自砂土顆粒之間的咬合力，水的浸潤降低顆粒之間的摩擦作用導(dǎo)致咬合力減小[13]。此外，水會在砂粒之間形成“彎月形水膜”使土體形成氣-液-土三相共存結(jié)構(gòu)體系[17]。含水率的增大與減小決定“彎月形水膜”的作用面積，從而在土?？臻g里形成壓力差來影響土的抗剪強(qiáng)度。因此，導(dǎo)致出現(xiàn)在含水率慢慢增到某一值附近時對抗剪強(qiáng)度有提高作用；當(dāng)含水率超過某一閾值后，抗剪強(qiáng)度會發(fā)生折減。高應(yīng)力會把“彎月形水膜”的有效作用面積徹底撕裂，基質(zhì)吸力也隨之消散，這也是法向應(yīng)力為400 kPa下，抗剪強(qiáng)度發(fā)生劇烈折減的原因。

2.3.2 含泥量對抗剪強(qiáng)度的機(jī)理分析

由圖7(b)、圖7(c)可知，隨著含泥量的增加，泥粒逐漸填充土粒間空隙，間接增加了砂礫之間的接觸面積，增大了摩擦力，使抗剪強(qiáng)度得到了有效提高。在低含水率低法向應(yīng)力下，隨著含泥量的增加，土?？障侗惶畛浜笞屗杆傩纬伞皬澰滦嗡ぁ庇行ё饔妹娣e增大，基質(zhì)吸力得到迅速增大，從而提高抗剪強(qiáng)度；在高含水率下含泥量較低時候，土粒間空隙較大，含水率起潤滑作用減弱抗剪強(qiáng)度；隨含泥量增加，空隙被填充，抗剪強(qiáng)度得到提高。

2.4 含泥量、含水率對c、φ的影響分析

將表3數(shù)據(jù)繪制得含水率，含泥量與內(nèi)摩擦角、黏聚力的關(guān)系如圖8所示。

從圖8(a)、圖8(b)可以看出，內(nèi)摩擦角均隨著含水率，含泥量的增加而呈遞減關(guān)系。圖8(a)中知，內(nèi)摩擦角隨著含泥量增大而減小。含泥量為5%和10%的曲線具有同步遞減特點(diǎn)；含泥量為15%、20%時曲線也具有同步遞減的特點(diǎn)，但此時的曲線在含水率為5%～10%時先上升，在大于10%時突然陡降。說明含水率升高，土?？紫侗凰畛洌纬伤?，在水的潤滑作用下導(dǎo)致土顆粒之間摩擦力降低；當(dāng)含泥量逐漸升高，土粒孔隙被含泥量填充形成基質(zhì)吸力，增大土顆粒間相互接觸面積從而增大摩擦力，所以含水率為15%和20%，含泥量為5%～10%時，內(nèi)摩擦角曲線稍有緩增的現(xiàn)象。圖7(b)可知，內(nèi)摩擦角總體隨含水率的增加而減小。含泥量為5%、10%，含水率為15%時開始，內(nèi)摩擦角曲線變緩趨于穩(wěn)定。表明含水率對砂性土的內(nèi)摩擦角不再具有較大的持續(xù)影響作用,這與文獻(xiàn)[12，14]的結(jié)論相似。

圖8 含泥量，含水率與內(nèi)摩擦角、黏聚力關(guān)系Fig.8 Relationship between mud content and water content and internal friction Angle and cohesion

由圖8(c)、圖8(d)可知，黏聚力隨含泥量增加而呈現(xiàn)增大趨勢，而隨含水率增加呈現(xiàn)減小趨勢；說明含泥量對黏聚力具有增強(qiáng)作用，含水率對黏聚力具有弱化作用。由圖8(c)可知，黏聚力隨含泥量的增加而增大。10%和15%的含水率曲線的黏聚力在含泥量為0～5%快速上升，在含泥量為5%～10%緩慢下降，在含泥量≥10%時，黏聚力隨含泥量的增大而增大。表明含泥量的增加，土顆粒間的縫隙被填充，增大基質(zhì)吸力，使內(nèi)黏聚力增大；同時隨著含水率增加，土顆粒間受到水膜的阻隔和潤滑作用，所以出現(xiàn)含水率10%和15%的曲線的黏聚力在含泥量為5%～10%增長變緩甚至下降的現(xiàn)象。圖8(d)中，黏聚力隨含水率的增加而總體下降，在含水率為15%時趨向穩(wěn)定。含泥量為5%和15%的曲線的黏聚力在含水率為0～10%時，表現(xiàn)為上凸遞增，在含水率為10%～20%時，表現(xiàn)為急劇遞減后緩的特點(diǎn)。說明在低含水率狀態(tài)下，孔隙中水膜填充在土顆粒間,連接泥粒形成基質(zhì)吸力和黏結(jié)力，從而增強(qiáng)了砂土的黏聚力。但隨著含水率的繼續(xù)增加，水分子浸潤土?？p隙及接觸點(diǎn)，起到潤滑作用從而降低了摩擦力，導(dǎo)致黏聚力隨含水率的增加而降低。

3 結(jié)論

基于直剪試驗(yàn)，對三峽庫區(qū)花崗巖風(fēng)化砂細(xì)集料的剪切特性進(jìn)行了研究，重點(diǎn)調(diào)查了含泥量和含水率對其剪切特性的影響，得出如下結(jié)論。

(1)含泥量和含水率對三峽庫區(qū)花崗巖風(fēng)化砂細(xì)集料的剪切特性有不同程度的影響。

(2)含泥量的增加會導(dǎo)致細(xì)集料內(nèi)摩擦角的減小和黏聚力的增加。每增加5%的含泥量(0～15%)，內(nèi)摩擦角會相應(yīng)減少2%～4%，黏聚力會相應(yīng)增加20%～40%。得出細(xì)集料的黏聚力對含泥量的敏感性數(shù)量級倍的高于內(nèi)摩擦角。

(3)含水率的增加會導(dǎo)致細(xì)集料內(nèi)摩擦角的減小和黏聚力的減小。每增加5%的含水率(0～15%，非飽和狀態(tài))，內(nèi)摩擦角會相應(yīng)減少1%～3%，黏聚力會相應(yīng)減少10%～30%。得出細(xì)集料的黏聚力對含水率的敏感性數(shù)量級倍得高于內(nèi)摩擦角。然而，當(dāng)法向荷載為含水率高于15%(如20%)時，細(xì)集料內(nèi)摩擦角及黏聚力的變化不再顯著，因此，可認(rèn)為15%含水率為細(xì)集料的臨界含水率與文獻(xiàn)[12]非飽和砂土內(nèi)摩擦角在臨界含水率在17.4%左右非常接近?？梢姡绻刂萍?xì)集料含水率在15%以下，同時，減少其含泥量，可以相應(yīng)提高細(xì)集料的黏聚力，進(jìn)而提高其抗剪強(qiáng)度。