一種通過粒徑替換預(yù)測(cè)碎石土抗剪強(qiáng)度的方法研究

彭 濤

(湖南聯(lián)智科技股份有限公司, 湖南 長(zhǎng)沙 410200)

0 引言

《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTG C20—2011)對(duì)碎石土的定義為：粒徑大于2 mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量50%的土。在公路建設(shè)過程中，換填、開挖、爆破都可能產(chǎn)生大量的碎石土棄方，堆積成為棄渣場(chǎng)。對(duì)棄渣場(chǎng)進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)估往往需要獲取棄渣的抗剪強(qiáng)度，如缺少可靠的經(jīng)驗(yàn)值，則需要通過取樣并開展直剪或三軸剪切試驗(yàn)來獲取。然而任何尺寸的試驗(yàn)儀器都有最大粒徑適用范圍，棄渣場(chǎng)碎石土往往顆粒較大，需要制備大型試樣，并使用大型直剪或三軸剪切設(shè)備對(duì)碎石土進(jìn)行試驗(yàn)，有關(guān)報(bào)道可見文獻(xiàn)[1-4]。尺寸較大的試樣意味著制樣難度、制樣成本、試驗(yàn)周期都對(duì)應(yīng)增加，在實(shí)際工程中，一般工程單位不具備相應(yīng)的試驗(yàn)條件。目前，針對(duì)上述問題有兩種粒徑替換方法來減小試樣的尺寸：①利用篩孔剔除一定范圍以外的大粒徑，并按照最大篩孔尺寸補(bǔ)充同等質(zhì)量的材料；②配置平行替換試樣，即將不適合的大粒徑范圍剔除，配置出在級(jí)配曲線上與原土級(jí)配曲線平行的試樣。方法①爭(zhēng)議較多，文獻(xiàn)[5]、[6]指出這種方法會(huì)低估土的抗剪強(qiáng)度。本文以湖南省某公路棄渣場(chǎng)碎石土為研究對(duì)象，對(duì)方法②進(jìn)行探討，即進(jìn)行級(jí)配平行替換，重制試樣，開展直剪試驗(yàn)，并將結(jié)果與已有原始碎石土試樣的抗剪強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，分析替換的可行性，為公路建設(shè)中碎石土抗剪強(qiáng)度參數(shù)的便捷獲取提供參考。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選擇了兩種原始土材料，其中一種為雜填碎石土(LA80)，粒徑范圍為0～80 mm，另一種為公路隧道洞渣(NG120)，最大粒徑可達(dá)120 mm。……