冰水堆積物填料工程特性室內研究

2010-05-04 08:43:40張杰

鐵道建筑 2010年7期

張杰

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司，武漢430063)

四川雅西(雅安—西昌)高速公路沿線廣泛分布組成成分非常復雜的冰水堆積物土體，一般認為，冰水堆積物是由于冰川融水具有一定的侵蝕搬運能力，將冰磧物再搬運堆積形成的［1］。國內對于冰水堆積物土體用作高速公路的填料尚沒有研究先例，只有少量的關于冰磧土的研究［2－3］，因此需對冰水堆積物用作路基填料的工程特性進行室內試驗研究。通過含水量、粒徑篩分、CBR等室內試驗，并依據規范，確定冰水堆積物土體可以作為高速公路路基填料;由室內擊實試驗得到了最大干密度和相應的最佳含水量，可用于指導現場填筑施工。

1 料場及取樣簡介

試驗料場位于雅西高速公路C27標K209+835～K209+930路段的挖方地段，邊坡最高處達20多米。邊坡分兩級進行開挖，每級約高10 m。在現場共布置了6個取樣點，上下級邊坡各3個，水平間隔約為3 m，用挖掘機在每個取樣點取樣均超過0.5 m3。將從6個取樣點取得的土樣分別制備為6組土樣，編號依次為Z1～Z6。

2 室內試驗

2.1 天然含水量試驗

采用粒組法［4］對6組土樣分別進行含水量測定，結果見表1。

表1 粒組法確定土樣含水量

綜合以上6組土樣的試驗結果可得，冰水堆積物的天然含水量為9.57%。

2.2 粒徑篩分試驗

6組土樣的典型級配見圖1。由圖中可見，各組土樣的粒徑級配圖非常接近，并沒有隨著位置的改變而發生顯著變化。選取Z5土樣作為本料場的典型級配(見表2)，其粒徑分布特征指標見表3。

圖1 土樣的粒徑級配

表2 Z5土樣的粒徑級配

表3 原始級配粒徑分布特征指標

從圖1可以看出土樣的粒徑百分含量累計曲線呈向上凹曲的曲線形式，坡度較緩并較平滑，粒徑分布連續;從表3可知分布特征指標滿足Cu>5，但不滿足1≤Cc≤3的條件。因此，土樣屬于級配不良的土石混合料，其中粗顆粒(>2 mm)含量為50.51%，粒徑 <0.075 mm的顆粒含量為5.96%，按照《公路土工試驗規程》(以下簡稱規程)(JTJ E40—2007)［5］對土石混合料分類的規定，該料場的冰水堆積物應定名為含細粒土礫，記為GF。

2.3 擊實試驗

采用重型擊實儀進行室內擊實試驗，重型擊實儀所能使用的土體粒徑最大為40 mm，對于粒徑大于40 mm的超徑粗粒土有較多方法進行替代［6］。選取 Z5組土樣，運用重型(Ⅱ－2)擊實儀進行重型擊實試驗，對于超徑粗粒土采取等量替代法進行替代。圖2中的兩條曲線即原始級配和等量替代法級配。由于等量替代法的土樣含石率為30.95%，另外分別選取含石率為10%、50%和70%的土樣進行擊實試驗，其級配曲線見圖3。

擊實試驗結果見表4，圖4為含水量與最大干密度的關系曲線。由試驗結果可見，冰水堆積物填料的最大干密度隨著含石率的增大而增大，最佳含水量隨含石率的增大而降低。