低液限粉土压实性状分析

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1、低液限粉土压实性状分析唐延钦，巩喜彪(菏泽市公路管理局，山东菏泽274000)摘要:针对粉土填筑路基存在的问题，本论文对其进行了系统的理论试验研究，分析了不同级配在不同击实功作用下对压实性能的影响，揭示了粉土的压实机理。试验表明粉土具有良好的频率响应特性，用压实度单一指标控制路基压实质量存在不确定性。理论研究成果对类似土质公路工程的设计和施工具有很好的理论指导和借鉴意义。关键词:低液限粉土;压实性状;级配;指标中图分类号:U416.1文献标识码:B在山东省黄河冲积平原，广泛分布着新近形成的实性能、固结压缩等方面的试验研究和理论分析，以以低液限粉土为主的欠固结堆积土，其矿物组成、颗揭

2、示粉土的压实机理，为确定合理的压实方法、施工粒分布以及压实机理等方面均不同于一般土，物理力工艺和压实标准提供理论依据和借鉴意义。学性质以及工程特性较复杂。在这些地区建造公路，1粉土的物性特征会遇到路基沉降变形大和路基填土压实较难等问题。已修建的公路，翻浆、路面开裂等病害频发，养护费取土样两组，按《公路土工试验规程》(JTJ051用极高。－93)，用筛分和比重计联合法测试粒径组成，见表本文通过对粉土的颗粒组成、物理力学性质、压1和图1。表1土的颗粒组成粒径/mm＞0.50.5～0.250.25～0.0740.074～0.050.05～0.010.01～0.005＜0.005＜0.00

3、2不均匀系数Cu曲率系数Cc粉土10.00.140.139.413.61.25.54.04.22.7粉土20026.534.432.92.04.33.54.61.42注:不均匀系数Cu=d60/d10;曲率系数Cc=(d30)/(d60d10)表2土的物性指标致，均呈较徒的凹面向上的形状。粉土1的粉粒含量最大干密度最佳含水量占55.7%，砂粒占40.2%，粘粒占4%;粉土2的粉指标液限/%塑限/%塑性指数比重－3/%γd/g·cmωop粒含量占70.1%，砂粒占26.5%，粘粒仅占3.5%，粉土12717.29.82.701.7514.6为典型的粉土。不均匀系数Cu为4.2和4.6

4、，曲率粉土228.119.19.02.701.6915系数Cc为2.7和1.4，不能同时满足Cu＞5和Cc=1～3的要求，因此它是以粉粒为主，含粘粒极少的级配不良土。用100g锥的联合液塑性仪测试可塑性，结果见表2。根据《公路土工试验规程》(JTJ051－93)土的分类法，粉土为含砂低液限粉土。2室内击实成果分析标准击实采用《公路土工试验规程》(JTJ051－93)规定的重型击实II.2法，击实曲线如图2和图图1土的粒径分布3。粉土1击实曲线呈马鞍形，有2个驼峰。当含水图表显示，这2组土样的粒径分布曲线整体上一量较低时，干密度随含水量的增大而增大，出现第一作者简介:唐延钦(1979

5、－)，硕士研究生，从事公路工程研究。2012年1期(总第85期)95道路工程个峰值。随着含水量的继续增加干密度减小，随后变功，减弱了击实移动颗粒的作用，rd降低。含水量不大出现第二个峰值，而后随含水量的增大干密度断增加，水膜逐渐变厚，颗粒移动的自由度增大，击减小。实促使颗粒重新排列，气体不断被排出，密度逐步增大到第二个峰值。含水量继续增高，土中的孔隙水体积不断增加，击实引起的孔隙水压力越来越大，消散了大部分击实功，所以rd下降。当含水量继续增大时，孔隙水压力继续增大，有效应力减少，最后水从击实筒底渗出。与粉土1相比，粉土2击实曲线呈宽缓的驼峰，偏离饱和曲线(空气体积率Va=0)更远

6、，说明粉土2颗粒更均匀，颗粒间的排列压实较难，缺少小的颗粒填充孔隙，压实后空气体积率仍较大。所以密实度的提高，关键在于压实工艺能否驱使颗粒处于最佳的排列状态。粉土对压实性状影响的敏感粒级是＜0.002mm的颗粒含量，而筛分试验显示其含量很少，不能有效填充颗粒间孔隙，所以，击实后仍有较大孔隙，与饱和曲线距离较大，中细砂和粗粒级的粉粒含量较多，所以粉性土的压实曲线的左半部分与砂性土相似。3击实功对粉土压实的影响当含水量低时，土中≤0.005mm的颗粒粘附在通过分析不同压实功能下的孔隙比e、空气体积粗颗粒表面，颗粒形成近乎球粒堆积结构，击实功只率Va、饱和度Sr以及改变粉土级配后与压实功

7、能的能促使颗粒错位移动，土中孔隙没有压缩和减小，因关系，进一步揭示影响粉土压实的内在因素。3.1不同压实度时的孔隙比e、空气体积率Va、饱而干密度rd较小。当含水量增加一定量时，水起润滑作用，rd很快增加到第一峰值。而后，随含水量增和度Sr对比加，≤0.005mm的颗粒表面形成结合水膜，粉粒间不同压实度时的孔隙比e、空气体积率Va和饱的毛细引力增大，粒间联结力增强，可抵消部分击实和度Sr对比情况见表3。表3e、Va、Sr随压实度的变化压实度/%9395100指标ωVa