G323 國道改造工程花崗巖類風化土體性質研究

黃少強

(清遠市公路管理局，廣東清遠 511510)

G323 國道改造工程吉田鎮至鷹陽關段基巖主要為花崗巖、花崗閃長巖，灰白－淺灰色為主，中細粒、中粗粒結構，夾有走向與線路方向大角度相交、近于直立的石英脈體。加上濕潤多雨的氣候特點，形成了較厚的全強風化土體，全強風化花崗巖揭露厚度大，最大可達40～50 m，黃棕色－紫紅色，局部黃灰黑色;全風化花崗閃長巖多呈肉紅色－灰黑片麻色，厚度2～20 m。從而導致沿線出露了大量的花崗巖類風化土體邊坡，其穩定性如何，應采用何種加固措施，均與土體性質有著非常密切的關系。而且，沿線的刷方土體多用于路基的填筑，填筑效果也與土體性質有著至關重要的關系。所以，本文采取吉田鎮至鷹陽關段花崗巖風化土體試樣，進行了系統的物理力學試驗研究，為上述問題提供參數支持。

1 土體類型

為了確定土體類型，進行了土的顆粒分析試驗，所取土樣巖體結構基本被破壞，礦物晶體外部風化變質，晶體顆粒彼此接觸緊密，具有不同程度的膠結和粘結，外觀仍具有一定的整體性，殘留有大量未風化的石英顆粒，顆粒多具有棱角且彼此鑲嵌緊密，具有一定咬合力(或具有不同程度的結晶連接力)，咬合力的大小與顆粒本身風化殘余強度有關［1］、［2］，開挖時很少成塊體。

試驗按公路土工試驗規程(JTJ－051－93)的要求進行，共進行兩組平行試驗，試驗結果如圖1 和圖2 所示。由圖可知，兩組試驗所得結果一致。根據上述試驗規程中土的定名法則，由級配曲線可判斷該土為中砂。

圖1 試樣1 顆粒級配曲線

圖2 試樣2 顆粒級配曲線

土性指標如下:

不均勻系數Cu=0.35/0.013=26.92

曲率系數Cc=0.12×0.12/(0.35×0.13)=3.17

可見，該土的級配良好，中間粒徑顆粒偏多，說明該土樣風化比較完全，透水良好，適宜做路基填料。

2 最大干密度和最優含水量

最大干密度和最優含水量是控制其作為路基填料的重要指標，為了確定最大干密度和最優含水量，采取五組試樣，進行輕型擊實試驗，按《公路土工試驗規程》(JTJ 051－93)中的相關要求進行，試驗結果如圖3 所示。由圖可知，最大干密度1.77，最佳含水率13.3%。可見，如果采用刷方土體直接進行路基填筑，應將碾壓含水量控制在13%左右。

圖3 試驗土體的擊實曲線

3 抗剪強度及其隨含水量的變化

土體抗剪強度是隨著土體含水量的變化而變化的，這也正是邊坡在雨季易于失穩的重要原因。為此，進行了五種含水量狀況下的土體不固結不排水直快剪試驗，試驗按《公路土工試驗規程》(JTJ 051－93)中的相關規定進行，試樣由上述擊實試樣用剪切環刀剝制而成，試驗結果如圖4。

圖4 抗剪強度指標隨含水量的變化曲線

由圖4可知，該類土的粘聚力隨含水量的增加而增大(但增大到一定程度后，將會隨著含水量的進一步增大而減小)，摩擦角隨含水量的增加而減小。

4 結論

(1)G323 國道花崗巖類全強風化土按顆粒級配命名，屬中～砂，擁有良好的顆粒級配、干密度大，抗剪強度高等優點，是理想的填筑土料。

(2)由于土體抗剪強度較大，該類土構成的路塹邊坡可進行陡開挖、強支護的設計思路進行設計。

(3)由擊實試驗可知，該類土作為路基填料時，易將其輾壓含水量控制在13%左右，此時可保證較高的壓實度。

［1］陳洪江.花崗巖類全風化帶的工程地質特性［J］.港工技術，1995(3)

［2］趙曉彥.花崗巖類土質邊坡特性及錨固設計研究［D］.成都:西南交通大學，2005