黃河沖積區域粉砂土的工程性質試驗研究

趙軒 胡延濤 郭強 周英 高健

摘要：本文以黃河沖積區域某道路工程為依托，對4個標段典型代表性土樣進行物理力學性質試驗研究。通過分析各標段典型土樣物理力學試驗結果，試析該地區將粉砂土作為路基填料的壓實特性。結果表明：細粒組含量和黏粒含量與粉砂土的最佳含水率呈正相關;在4種典型土樣中，粉砂土中細粒組含量越多，則壓實性能就越好;由于個別標段土質黏粒含量較低，致使粉砂土在擊實后空隙仍較大，土體的密實度較低。分析結果對該地區路基工程壓實施工以及進一步改進填料性質等提供參考依據。

關鍵詞：粉砂土;物理力學試驗;擊實試驗;壓實特性

粉砂土的分類介于細砂與粉土之間，其主要礦物成分為石英、長石、云母以及少量其他礦物質。粉砂土廣泛分布在河流川道沖積區域表層，其中含有大量的各種粒徑的粉粒與砂粒。含水量較小時，其內部毛細水壓力較小，達到飽和后，粘聚力消失，塑性較差。因此，道路基礎中常見粉砂土類路基出現路堤失穩、路面裂縫等病害。本文以黃河沖積區域某道路工程項目為背景，通過物理力學性質的試驗，試分析粉砂土在該地區作為路基填料時的壓實性質，為項目順利建設提供參考依據。

1.粉砂土的工程性質試驗研究

本文選取黃河沖積區域以含砂量由低到高分別取A1、A2、A3、A4四種代表性土樣，其中A1標段為少量含砂粉土、A2標段為中量含砂粉土、A3標段為大量含砂粉土、A4標段為某道路路基土，通過物理力學性質試驗對該地區粉砂土的主要物理性質開展分析。

1.1土樣的顆粒組成分析

土的顆粒組成是土體的重要結構特征，也是土分類與描述的主要指標。本文采用篩分法與沉降分析法聯合測定其顆粒組分。表1為聯合使用篩分法對四種土樣的試驗結果。根據土的粒徑分布曲線，計算粉砂土的兩個級配指標。

由表1可以看出A1、A2、A3、A4四個標段典型土樣的土顆粒主要集中在0.25mm～2mm之間，四個標段土樣的不均勻系數均小于5。根據圖1曲線，土樣的級配曲線并不連續，表現出不良級配。因此，用此類土作為修筑高等級公路路基的填料，因土體中粉粒與砂粒的空隙中沒有足夠的黏粒，所以在一定含水量下難以形成板體結構，壓實性能較差;往往容易因為壓實度不足、基層強度不夠導致路基變形甚至失穩。

1.2室內擊實試驗

在標準擊實試驗條件下，對于不同含水率的土樣通過分組試驗得到不同的干密度，以此得出土樣的干密度與含水率之間的關系曲線，該曲線中干密度的最大值即為最大干密度，與之相對應的制備土樣含水率為最優含水率^[1]。通過標準的擊實試驗以及相應計算分析，可以得到下表最優含水率、最大干密度、孔隙比及其相對應的黏粒組含量見表2，擊實曲線見圖1。

從上表可以看出，由于A2、A3標段的砂土黏粒含量相對較多，所以其最優含水率相比較而言也相對較大，黏粒含量與最優含水率的緊密相關，即黏粒含量較多則最優含水率也相應較大。但是最大干密度卻相差不大。

1.3界限含水率

本文采用液、塑限聯合測定界限含水率，根據液塑限的測定試驗結果可以進行相應的液塑性計算。經重復多次試驗后得出最終結果見表3。

2.結束語

本文以陜西渭南黃河沖積區域某道路工程為依托，針對4個標段典型土樣開展室內試驗分析，試析該地區粉砂土的壓實特性，結論如下：

（1）細顆粒的含量對黃河沖積區域某道路工程最大干密度影響最大。擊實試驗結果可見，A2標段的最大干密度最大，土體最為密實，細顆粒的含量也高于其他標段土樣，其壓實性能優于其他3個標段土樣。

（2）該地區粉砂土黏粒含量對壓實性能的影響僅次于顆粒組分。當粉砂土土體中細顆粒較小時，黏粒含量在壓實性能中將發揮更大的作用。細粒組含量和黏粒含量與粉砂土的最佳含水率呈正相關。

（3）當飽和曲線與擊實曲線的橫向距離較大時土體并未達到真正的密實。A2土樣擊實曲線與飽和曲線相距較近，其最大干密度也高于其他3種土樣，土體相對較為密實。

【參考文獻】

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