低液限粉土壓實特性試驗研究.pdf

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1、第34卷第2期許昌學院學報Vo1．34．NO．22015年3月JOURNALOFXUCHANGUNIVERSITYMar．2015文章編號：1671—9824(2015)O2—0093一O3低液限粉土壓實特性試驗研究李麗慧，張成興(許昌學院土木工程學院，河南許昌461000)摘要：針對粉土填筑路基易存在的問題，分析了不同級配的土樣的壓實特性、不同擊實功對壓實性能的影響及含水量對于壓縮指標的影響．試驗表明：粉土的壓實特性復雜；壓實功增加到一定程度，粉土的最大干密度不再增加；含水量對于粉土的壓縮指標影響較大．路基壓實過程中要選擇恰當?shù)膲簩?/p>

2、機具及壓實遍數(shù)；嚴格控制含水量，尤其是控制填土的含水量不大于最佳含水量．以保證填土路基的穩(wěn)定性．關鍵詞：低液限粉土；級配；壓實特性；壓縮系數(shù)中圖分類號：U4文獻標識碼：A根據(jù)土的工程分類，將界于砂類土與黏性土之間，塑性指數(shù)，p≤10且粒徑大于0．075mm顆粒含量不超過全重50％的土稱為粉土．粉土的物理力學指標差異性較大，工程性質(zhì)比較復雜．河南地區(qū)屬黃淮沖積平原，低液限粉土分布廣泛．在這樣的地區(qū)建造公路，會遇到路基填土難以壓實、路基沉降變形大、翻漿等問題，是填方路基的主要病害．本文以河南省許昌地區(qū)的粉土為對象，研究其壓實特性．1粉土的

3、物性特征土樣取自河南許昌地區(qū)某高速公路沿線．該地區(qū)粉土砂粒和黏粒成分較少，結構松散．按照《公路土工試驗規(guī)程》¨(以下簡稱《規(guī)程》)試驗方法，在同一平面位置的不同深度，取2組土樣，測得土的顆粒組成及主要物理指標，見表1、表2及圖I．根據(jù)圖、表結果，兩組土樣的粒徑分布曲線較為接近，均呈現(xiàn)出較陡的形狀，粉粒含量為土樣的主要成分，不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)不滿足Cu>5和1

4、按《規(guī)程》重型I法進行擊實試驗，研究含水量對粉土壓實的影響．擊實曲線見圖2和圖3．可以看出：該粉土的擊實曲線具有單峰值和雙峰值兩種形式，表明粉土的壓實特性較為復雜．雙峰壓實曲線的最大干密度峰值左側小于右側，因此，應選擇右側較大值作為最佳含水量和最大干密度．分析出現(xiàn)雙峰值原因：當含水量低時，增加含水量，水起到潤滑的作用，r很快增加到第一峰值．隨著含水量的增加，≤0．005mm的顆粒表面形成了結合水膜，粉粒間的毛細引力增大，聯(lián)結力增強，孔隙水壓力收稿日期：2014—04—23基金項目：許昌市科技發(fā)展計劃項目(1404011)；河南省教育廳

5、自然科學研究資助項目(201210480027)；許昌學院科研基金項目(2014023)作者簡介：李麗慧(1971一)，女，黑龍江雞西人，副教授，碩士，研究方向：道路工程．94許昌學院學報2015年3月增大，消散了部分擊實功，減弱了移動顆粒的作用，因此降低．而含水量則繼續(xù)增加，水膜逐漸變厚，顆粒移動的自由度增大，擊實促使顆粒重新排列，氣體不斷被排出引，密度逐步增大到第二個峰值，之后隨著含水量的增大，干密度逐漸減?。驣皿舌刪●憾勰橘

6、H-七0．0o1土粒直徑d／(mm)含水量，％圖1土的級配曲線圖2粉土1含水量——干密度曲線3擊實功對

7、粉土壓實的影響取土樣2以不同的擊實功進行擊實，粉土的擊實試驗結果見圖4和表3所示．由圖4和表3可以看出：(1)該粉土的最佳擊實功為8061KJ·In～．隨著擊實功的增大，土樣的最大干密度有所增加，但是擊實數(shù)超過81擊后，最大干密度則不再增大；(2)隨著擊實功的增大，土樣的最佳含水量有所減少；(3)該粉土的干密度和孔隙比隨著擊實功增大到一定程度，趨于穩(wěn)定；(4)即使是加大擊實功，該粉土的擊實曲線仍偏離飽和曲線較遠，表明粉土壓實困難．因此，粉土路基填筑應選擇適當?shù)膲簩嵐Γ┕ぶ羞x擇合適的壓實機具及合理的壓實遍數(shù)，以達到最佳的壓實效果．EE

8、Uu●●魁鈾襁H．含水量，％含水量圖3粉土2含水量——干密度曲線圖4不同擊實功作用下的擊實曲線表3不同擊實功作用下土樣的物理指標4粉土的壓縮性能為避免以粉土為路基填筑材料建成的公路路基沉降變形過大，接下來研究壓實后粉土的壓縮性能．土樣2經(jīng)標準擊實制成重塑土，分別取略小于最佳含水量、最佳含水量和略大于最佳含水量的3組土樣進行壓縮試驗，研究含水量對土樣壓縮性能的影響．試驗結果見圖5和表4．壓縮系數(shù)和壓縮模量是反映土的壓縮性能的主要指標．從以上實驗結果可以看出，含水量對于粉土的壓縮指標有一定影響。含水量略小于Wopt土樣的壓縮系數(shù)和壓縮模量

9、與Wopt土樣比較，相差不大；但是含水量略大于Wopt的土樣的壓縮系數(shù)明顯大于Wopt的土圖5含水量與孔隙率曲線第34卷第2期李麗慧，等：低液限粉土壓實特性試驗研究95樣，壓縮模量反之．分析后表明：含水量略大于最佳含水量