承德地區粉土工程性質研究

■劉瑛任振興

（1河北地質礦產勘查開發局第四地質大隊河北承德067000；2河北地礦建設工程集團承德公司河北承德067000）

承德地區粉土工程性質研究

■劉瑛1任振興2

（1河北地質礦產勘查開發局第四地質大隊河北承德067000；2河北地礦建設工程集團承德公司河北承德067000）

土具有區域性，試驗表明，承德地區粉土含水量不是很高，液塑限值不大（液限一般25%-28%，塑限15%-20%）可塑性不強，壓縮性受多方面影響，干密度和壓縮變形量成反相關，含水量對土內摩察角影響明顯。

粉土含水量壓縮抗剪強度

承德區域屬于山地地貌區，因構造作用和侵蝕堆積作用，形成眾多小型山間盆地和寬谷，這是本地居民的主要生活區域，也是工民建構的主要工作場地。礫類土、砂類土、粉土、粉質粘土是工程中的主要地基土，雖然都是第四系松散堆積物，但粉質粘土比粉土形成年代要早，礫類土砂類土可主要依據其粒徑大小、含量及級配確定其工程性質，而粉土則要相對復雜一些。

新近沉積物厚薄不一，工作場地有時基巖出露，有時數十米仍是第四系，或是土、砂互層，或是單一類型沉積，粉土雖不會被作為持力層，但仍有必要查明其性質。

通常說,土是巖石風化的產物,其成分取決天母巖礦物成分.承德地區粉土粘粒含量不多,有機質可忽略不計.

試驗主要依據《土工試驗方法標準》(GB/T50123-1999),原狀土樣取樣方法是取樣器或者探坑取樣，用搓條法和液限儀法測定塑液限值，用直剪儀測定抗剪強度，研究不同含水量對壓縮沉降速度的影響，和對抗剪強度指標影響。

1 液塑限試驗

塑限測定用搓條法，這也是最通用的試驗方法，液限采用76g錐液限儀，錐入土深度10mm所對應的含水量為土的液限值。本地區土多數屬粉土范圍，粉質粘土較少且塑指多是略大于10，粉土液限一般在24%-30%之間，塑限15%-21%，但測得的中間值出現機率較多。液限是粘性土處于可塑狀態的上限含水量，根據實際經驗，調土過程中，含水量稍加改變，錐入土深度就會有明顯變化，土的親水性強弱決定于土中粘粒含量，因粉土中粘粒含量低，因此可塑性不強，含水量稍大即有可能軟化變形。

2壓縮試驗

不同含水量對土壓縮性的影響：

室內有側限壓縮試驗，加壓等級為50、100、200、300、400kPa，采用快速壓縮法，以每級荷重壓縮一小時為標準，隨著逐級加壓，土體中孔隙體積變小，土體沉降量加大。

選取2015年的澤州華府工程，取不同含水量的三個試樣分別在加壓50、200、400kPa下，加壓時間與土體沉降量關系。

試驗壓力沉降量土樣編號含水量5min 10min 20min 30min 60min 56-1 15.3 0.245 0.254 0.258 0.264 0.266 59-1 18.9 0.323 0.335 0.340 0.346 0.348 50kPa 26-1 22.6 0.662 0.776 0.870 0.915 0.943 56-1 15.3 0.242 0.255 0.265 0.275 0.284 200kPa 59-1 18.9 0.351 0.371 0.391 0.404 0.412 26-1 22.6 0.279 0.391 0.446 0.471 0.492 56-1 15.3 0.127 0.144 0.157 0.163 0.179 59-1 18.9 0.206 0.235 0.252 0.263 0.284 400kPa 26-1 22.6 0.134 0.176 0.204 0.219 0.244

?

根據試驗值，三個試樣的壓縮系數分別為0.19,0.32,0.37,為中壓縮性土。各級加荷后短時間內就能發生較大沉降變形,5分鐘之內變形量均達到50%以上。根據試驗數據作壓縮時間-沉降量曲線，可知沉降量隨含水量增高而加大，含水量越小，加荷后短時間內越接近壓縮穩定值。

土中粘粒含量、天然狀態下的密實度也影響土的壓縮性。粘粒含量低，土中水分和氣體很快被擠出，當施加第一、二級壓力時，土體變形明顯，繼續增壓，土的變形量明顯趨緩，因此，當取壓力100Kp-200Kp土的變形量作為壓縮模量值時，塑性指數較低的土，能有比較大的Es值。

3 抗剪強度試驗

直接剪切試驗是測定土抗剪強度的一種常用方法，因其儀器構造簡單，操作方便，能很快得到試驗結果，因此被廣范應用。

仍選用澤州華府和濟慈醫院實驗：

工程名稱 試驗編號 含水量W（%）內聚力C（Kpa）內摩擦角φ (°) 56-1 15.3 76.3 22.3澤州華府59-1 18.9 52.3 18.9 26-1 22.6 7.4 14.8

能明顯看出，含水量與C-φ值都是反相關。

工程名稱 試驗編號 含水量W（%）內聚力C（Kpa）內摩擦角φ (°) 17-1 12.0 5 35 38-1 19.2 13.1 28.1 38-2 21.8 25.1 25.1濟慈醫院38-3 23.9 25.4 17.2 24-1 25.8 23.4 13.0

含水量與φ值有明顯反向關系，與c值無明顯關系。

近年應用三軸剪切試驗逐漸增多。直剪儀應用直觀，簡便，經濟，快捷，三軸儀可以完整反映試樣受力變形直到破壞的全過程，但用土量大，試驗時間長，兩種剪切方法各有其特點。經同一場地試驗對比，在試驗曲線未做調整的情況下，三軸試驗c值要略大于直剪試驗，因此就需要有更多的試驗數據做對比，將試驗曲線調到合適的峰值。

[1]土力學 第三版 中國建筑工業出版社.

[2]土工試驗方法標準（GB/T50123-1999）.

[3]工程地質手冊（第四版）中國建筑工業出版社.

[4]王敏等《承德市地質環境調查報告》.

P5[文獻碼]B

1000-405X（2016）-6-466-1