红砂岩土在四点冲击荷载下的冲击试验结果分析.pdf

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1、红砂岩土在四点冲击荷载下的冲击试验结果分析宋威伟(中国市政工程华北设计研究总院有限公司重庆分公司，重庆摘要：为了对红砂岩土在四点冲击荷栽下的效应进行分析研究，对手动击实仪进行改装，将其中的冲击锤进行拆卸，使其可以自由选择落地的距离，然后以此击实仪对红砂岩土进行冲击荷载的击实试验。结果表明：土层的平均密度会随着深度的变化而不断变化，先变大后变小，且距离夯点越远，其密度越小；土体的抗剪强度会随着落距的增加而不断增加，而当土体的总冲击能量达到一定程度时，土体的上层和下层的平均密度会出现一个转折点，最终其平均密度会处于一个稳定值。关键词：红砂岩土；四点冲击荷载；冲击试验；效应中图分类号：TU

2、411文献标志码：B文章编号：1672—401l(2017)06—0077—02DOI：10．3969／j．issrr1672—4011．2017．06．039U刖昌红砂岩土主要集中在我国的赣南地区．而每一个地区的红砂岩土的强度都有所差别，主要是因为其所包含的黏土矿物质成分、含量以及胶结物质等都不相同，但红砂岩土在经过反复干燥与湿润后，具备一定的水活性，最终导致岩土强度降低，在进行工程使用时，其承载力也会相应地降低，因此，在工程建设中，会采取强夯法将红砂岩土进行加固处理，提高土层的密度，加强其强度，从而提升其承载能力¨1。1试验方案1．1试验设备改装后的手动击实仪；盛土容器的箱子，长

3、、宽分别为50、40cm，高度为30cm；自制的取土小盒，规格为内径2．5cm，高2cm，体积为9．82cm3；测量抗剪强度的四联电动应变控制式直剪仪；常见的红砂岩土，以初始含水率为10．5％，密度以1．4g／cm3为标准。1．2试验方法首先是布置夯点和密度测点，如图1(a)所示，根据4个冲击点设计出1个边长18em左右的正方形，再将这个正方形分隔成4个轴对称的小正方形，然后只需对其中1个正方形进行研究分析，就可以知道其他3个正方形的情况。以左上方的正方形为研究对象，其中设置5个密度测试点，分别以A、B、c、D、E来表示，如图1(b)所示，其中A点到B点的长度为9cm，A点到D点的距

4、离为6．35cm，A点到E点的距离为12．7cm。以夯坑底面为初始层面，每隔4cm设置1层密度测点，总共设置4层⋯。针对土样的抗剪强度，主要选用直剪试验进行测量，选取4个土样进行试验测量，将其分别置于不同垂直压力下测量其抗剪强度，比如压力可分别设置为100、200、300、400kPa等。(b)密度测点布置图1试验夯点与密度测点布置图2试验结果与分析2．1土层密度变化情况在试验中以20击为例，检测土层在相同击数不同落距的情况下，各个击点的密度变化。从试验中可以看出，土层在长期的冲击荷载作用下会发生永久变形现象，由此可知，通过改变土体有限单位体积，可以改变土层的密实度。当击数都为20击

5、时，各个测试点的土层密度会随着落距的增加而不断增加，当落距不同时，土层的密度变化情况与深度变化情况基本相同。通过对5个测点进行试验发现，A测点的土层密度最大，B测点与C测点的土层密度基本相同，而A测点处的土层密度变化是距离夯点越远其密度越小。另外，通过试验还发现5个测点处的土层密度会随着深度的增加而不断变化，其密度是先变大后变小，而且第2层的土层密度要比第3层的土层密度要小。当落距相同时，第1层土层的密度变化随着击数的变化而不断变化，击数越多则其密度越小；而其他的土层密度则是随着击数的增加而不断增加。出现这种情况，主要是因为冲击数在不断增加的情况下，土层表面的震动效果会越来越明显，相

6、应的土层密度也会逐渐增大，但是随着冲击次数的不断增加，长时间的震动会导致土体表面的土层发生松动，甚至脱落，这样一来，土层的密度就会慢慢降低。2．2土层抗剪强度变化情况土层抗剪强度的测量首先要确定出不同落距的土柱黏聚力，内摩擦角等数值，在本次试验中，土柱的落距分别为91、79、68、57cm，首先通过直剪试验测量出不同落距下土柱的粘聚力和内摩擦角，如图2所示。收稿日期：2017—03—22图2平均粘聚力和内摩擦角的变化曲线图作者简介：宋威伟(1981一)男，江西永丰人，硕士研究生，工程师，主在试验中可以看出，土柱的平均粘聚力和内摩擦力会随要从事桥涵、岩土、结构等专业的设计工作。着击数的

7、增加而不断增加，在A测点处时其数值最大，距离·77·32l09876543日刍＼R磔棼长露*夯点越远时其数值则越小；而B和C测点处的数值几乎相等，主要是由于B和c测点均为两个夯点的中间位置，其发生的效果是相同的旧J。通过试验可以看出，在不同落距、不同击数下，土柱同一位置的平均粘聚力和内摩擦角会随着落距的变化而不断变化，落距增加，其数值就会相应地增加，可知土体结构的总能量变化可以影响该处土层的抗剪强度。2．3土层平均密度随冲击荷载的变化情况以土体的3层密度变