黄河冲积平原低液限土的工程特性研究

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1、地质学刊第38卷第1期doi：10．3969“issn．1674—3636．2014．01．154黄河冲积平原低液限土的工程特性研究张朋，刘桂才，李锋，陈金廷，沙俊，姜洁(江苏省地质矿产勘查局第五地质大队，江苏徐州221004)摘要：依托济南～乐陵高速公路路基勘察项目，依据试样的室内土工试验成果，应用回归分析方法，建立了黄河冲积平原低液限土的含水率与土的密度、孑L隙比和压缩系数及土的塑性指标等相关经验公式；对区内赋存的低液限粉质黏土，通过与其他相近密实度的土，在抗剪强度及单向固结条件下固结特性的比较分析，指出该区域此类土质具有所谓的“高密度、低强度、中(偏高)压缩性”的工程特性。关

2、键词：低液限土；工程特性；黄河冲积平原；山东中图分类号：P642文献标识码：A文章编号：1674—3636(2014)0卜0154一05O引言历史上黄河在历经反复摆荡后，于山东境内形成了分布区域广阔的黄河冲(淤)积平原。特殊的成土条件，致使该区域的土质具备某些特性。对此，众多的专家学者从各自不同领域出发，进行了广泛的研究，主要有区域地质特征及承载力(陈勇，2005；单红仙等，2006)、区域土质作为路基填筑料的压实性及施工工艺(杨红霞，2006；姚占勇等，2007)、地层环境对土工构筑物地基加固效果的分析(姜燕玲等，2004)、原位力学性能(徐东生等，2010)等。以济南一乐陵高速

3、公路(即济乐高速)路基勘察项目为依托，以勘察沿线为研究区域，应用该区域内土样的室内土工试验成果，对土的物理、力学相关性进行回归分析，并对其强度、固结特性进行探索，以期拾上述诸项研究之遗，并为后续工程提供参考。1土的工程地质特性济乐高速北自鲁冀交界处漳卫新河的京沪高速沧州一乐陵段终点南下，经乐陵、商河、济阳等地，于济南北崔寨镇与青银高速相接，路线全长113km，沿线区域地形开阔，地势平缓，平均海拔10～12m，区域内河道、沟渠分布不太密集。1．1地层分布与岩性依据现场钻孑L揭露，区域内地层属第四系黄河冲淤积土层，自地表以下具代表性的土层分布如图l。从图1可见，区内沉积地层岩性基本上以

4、粉土一粉质黏土为主。层0一层4均见有黏土夹层，其厚薄、埋藏深度不一；层5一层9除有黏土夹层外尚有粉砂一细砂夹层，且分布、厚薄不均；自一20m至钻孔揭露深度以粉土一粉砂为主。1．2土的物理力学参数所取土样依照《公路土工试验规程》(JTGE40一2007)，对原状土样进行物性与力学性质试验，扰动土样进行颗粒分析试验。各层土的物理力学性质参数见表1。由表1可见：(1)自一3m至近一20m深度范围内的粉土密实度为中密一密实；一20m以下为密实(GB50021—2001)。且自一3m(层1)向下至近50m(层9)深度范围内的各层粉土的孔隙比(e)值的变化不显著。(2)层2、层4土的塑性指标依

5、规程(J1’GE40—2007)塑性图分类应属“低液限细粒土”，但土的颗粒组成中，小于0．005mm粒级质量占总土质量的20％一37％。有研究表明：黄河冲淤积平原土中的非黏土矿物成分达到80％以上(姚占勇，2006)，所以土的液限水平偏低。收稿日期：2叭3—0卜lO；修回日期：2013—10—21；编辑：陆李萍作者简介：张朋(1981一)，男，工程师，主要从事土工试验工作，Email：465234243@qq．com第38卷张朋等：黄河冲积平原低液限土的工程特性研究155地层底分层质层深度厚度柱状图岩性描述时号(m)l：500代(m)03．oo3．00／／／一黏土一粉质黏土：可塑一

6、软塑，褐色一褐黄色，饱水15‘302．30，，，．粉土：灰黄色，中密，湿，摇震反应中等，低干强度，低韧性，29．604．30∥钐粉质黏土：浅灰色，灰黄色，可塑，稍有光泽，无摇震反应，中等干强度，中等韧性312．402．80一，一．粉土：灰黄色，密实，湿，摇震反应迅速，低干强度，低韧性，418．005．60形粉质黏土：灰褐色，灰黄色，可塑，稍有光泽，中等干强度，中等韧性Qh528．0010．00形乏粉土：灰黄色，密实，很湿，摇震反应迅速，低干强度，低韧性，局部夹黏土、粉砂薄层：：多夕粉砂：灰黄色，饱和，密实，矿物成分主要为石英、长石等，含633．805．80云母，颗粒级配较差，局部夹

7、粉土、黏土薄层739．605．80，二／二／；t粉土：棕黄色，黄色，密实，湿，摇震反应迅速，低干强度，低韧：／／／：／：．性843．203．60粉砂夹粉土：灰黄色，饱水，密实，局部夹粉砂、黏土及粉质9：彩乏黏土薄层，夹层分布厚薄不匀粉土：灰黄色，密实，以石英、长石等矿物成分为主．摇震反‘j形二应迅速，无韧性图l地层分布示意图表1各层土的土工参数范围值注：依据盯GE40一2007《公路土工试验规程》1．3土工参数相关性分析1．3．1天然密度与天然含水量的关系图2中，口线