六盤水地區(qū)玄武巖風化土物理力學性質分析

劉嬌+粟梅+張衛(wèi)華+高倩+顧寧+楊奇龍

摘 要：玄武巖風化土在貴州西南地區(qū)廣泛分布，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，在玄武巖風化土地區(qū)修建高速公路、高速鐵路等工程項目將日益增多，為了了解玄武巖風化土地區(qū)的土體工程性質是否能滿足強度和變形方面的要求。針對玄武巖風化土的工程特性，進行了液塑限、飽和密度（ρsat）和含水率、抗剪強度、固結試驗等多次物理力學性能試驗，并對其實驗結果進行分析，對其工程建筑提出相應意見，以此作為工程建筑理論支持。

關鍵詞：玄武巖風化土；物理力學性質；含水率；壓縮性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.086

0 前言

玄武巖在貴州地區(qū)廣泛分布，尤其在六盤水地區(qū)分布尤為明顯。六盤水作為貴州地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展迅速的城市，基礎建設是經(jīng)濟發(fā)展不可或缺的一部分，而在玄武巖風化土地區(qū)建筑是必不可少的，研究表明，土質地基的穩(wěn)定性在絕大部分情況下取決于土的抗剪強度指標以及壓縮性，在現(xiàn)階段針對玄武巖風化土強度特性的研究文獻較為匱乏，所以我們?yōu)榱烁尤婢C合獲取該地區(qū)玄武巖風化土的抗剪強度指標以及壓縮系數(shù)，因此進行了室內(nèi)直接剪切試驗以及室內(nèi)固結排水試驗等一系列土工試驗，分析玄武巖風化土的抗剪強度以及壓縮系數(shù)變化規(guī)律，得出相關數(shù)據(jù)資料，希望本次研究成果能夠作為當?shù)厥┕ぴO計的參考資料。

1 玄武巖風化土物理性質研究

1.1 液塑限

按照《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2002）中粘性土分類標準，對六盤水地區(qū)的玄武巖風化土進行液塑限試驗，結果見表1。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析得出結果表明此地區(qū)的玄武巖風化土液限高，平均塑性指數(shù)介于10～17屬于粉質粘土。

塑性指數(shù)與粘粒的含量有關（其中A為強風化土、B為中風化土，下同）。

粘粒含量愈高，親水性礦物愈多，則土粒持水量就相應增加，塑性指數(shù)也就越大。

1.2 土的飽和密度（ρsat）和含水率

依據(jù)《土工試驗方法標準》（GB/T50123-1999）中粘質土的飽和密度和含水率的測量方法，通過多次室內(nèi)試驗測得試驗結果見表2。

試驗后分析試驗數(shù)據(jù)可以看出六盤水地區(qū)玄武巖風化土的含水率是比較高的，且六盤水地區(qū)的氣候常年多雨潮濕，這使得玄武巖風化土土體的強度降低。含水率作為影響玄武巖風化土強度的一個重要指標，其變化對土體的整體抗剪強度影響較大。這主要是由于玄武巖風化土對水的作用非常敏感，遇水作用后其強度下降很快，這一特性對邊坡穩(wěn)定性來說非常不利?？芍诮涤曜饔孟?，邊坡土體抗剪強度會明顯降低，嚴重影響其穩(wěn)定性。

2 玄武巖風化土的力學性質研究

2.1 抗剪強度

根據(jù)《土工試驗方法標準》（GB/T50123-1999）中粘質土的快剪試驗方法實驗測得玄武巖風風化土的C（粘聚力）和Φ（內(nèi)摩擦角）值，實驗結果。直接剪切試驗能較好地反映土體強度，其抗剪強度指標的差異與土體天然密度、孔隙度、粘土礦物、團粒及原生結構等因素密切相關。為了選取準確可靠的強度指標來指導工程實踐活動，必須綜合考慮土體的室內(nèi)土工試驗和原位推剪試驗，結合工程經(jīng)驗，合理地使用強度參數(shù)。

2.2 固結試驗

依據(jù)《土工試驗方法標準》（GB/T50123-1999）中粘質土固結試驗，利用固結儀進行固結試驗，從而得出其壓縮系數(shù)和壓縮模量。實驗數(shù)據(jù)如表3所示。

分析實驗數(shù)據(jù)可得出該種玄武巖風化土屬于中壓縮性土，壓縮性偏高，這些性質對于各種工程來說都是不利的，但可以通過置換、排水固結、振密擠密等地基處理方法進行處理。

3 結語

通過對六盤水地區(qū)玄武巖風化土進行的物理力學室內(nèi)試驗，探究并討論了玄武巖風化土在各種強度下的應力應變曲線關系和抗剪強度指標，根據(jù)一系列實驗結果對比分析，主要總結出以下結論：

（1）六盤水地區(qū)玄武巖風化土的含水率偏高，導致土的強度降低。（2）六盤水特殊的氣候特征導致該地區(qū)玄武巖風化土的風化程度嚴重，土體壓縮性較高，易固結，土體穩(wěn)定性差 。（3）室內(nèi)試驗分析中等風化和強風化土的土體強度，其強度指標的差異主要與土體天然密度、孔隙比、含水率等因素有關。（4）通過一系列室內(nèi)土工試驗結果數(shù)據(jù)分析表明，六盤水地區(qū)的玄武巖風化土整體為強風化土以及中風化土分布，在大部分地區(qū)的土體強度低，含水率高以及高壓縮性對于該地區(qū)建設發(fā)展有一定的影響。

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