砂性土與濕陷性黃土工程特性及分類

1、砂性土與濕陷性黃土工程特性及分類一、砂性土的分類及工程特性砂性土的分類砂性土 (sandy soil)指的是含砂土粒含量較多且具有一定粘性的土。砂性土顆粒間粘聚力比較小， 性質(zhì)松散，主要由0.075 mm2 mm的顆粒所組成無塑性的土，按粒度組成可分為粗砂、中砂、 細(xì)砂和粉砂等。砂性土在第四紀(jì)沉積物中，以及現(xiàn)代濱海、河流、湖泊、沙漠地帶有廣泛的分布， 其主要礦物成分為石英、長石、云母等，由暴露于地表的各類巖石經(jīng)物理風(fēng)化破碎、再經(jīng)過機(jī)械 搬運、磨蝕、分選、堆積而形成，其中純砂，例如石英砂，還必須促使不穩(wěn)定礦物化學(xué)分解才能 形成。砂性土內(nèi)摩擦力小，不具粘著性和塑性，但透水性極強，其含水量合理范圍的

2、空間大，容易壓實， 壓實后水穩(wěn)性好，強度較高，毛細(xì)作用小。由于砂性土既具有一定數(shù)量的粗粒組，使路基具有足 夠的強度和水穩(wěn)性，又具有一定數(shù)量的細(xì)顆粒，使土具有一定的粘性，不至于過分松散，因此砂 性土的顆粒組成接近于最佳級配29。并且砂性土層是良好的含水層，作建筑地基時易壓密，沉 降量小，砂性土的天然密實程度是控制其工程地質(zhì)性質(zhì)的主要因素，因此，砂性土不可避免地成 為土方填料的重要來源之一。按密實程度可分為疏松的砂、中密的砂和密實的砂。就填筑路基來 說，最合適的是砂礫土、礫土、亞砂土等，用這些土作為路基填料不容易引起路基沉陷。二、砂性土的工程特性抗剪強度隨著含水量的增加而增加，當(dāng)強度增加到最大值時

3、，含水量如果還繼續(xù)增加，則 剪切強度就會減??；壓縮模量隨著法向應(yīng)力的增加而增加，載荷對砂土的密實起著關(guān)鍵的作用；隨著壓實度的增加，CBR值明顯增加，但浸水狀態(tài)的CBR值比沒有浸水狀態(tài)要低的多。蘇廣和等對級配不太良好的粉土質(zhì)砂進(jìn)行了一系列的動力特性分析，得出以下結(jié)論粉細(xì)砂的工程特性比較差，在動應(yīng)力和重復(fù)載荷作用下，其抗剪強度有大幅度的衰減，將 嚴(yán)重影響路基穩(wěn)定性；細(xì)砂土的累積應(yīng)變隨著加載次數(shù)的增加而增大；密度小的粉細(xì)砂隨著圍壓的增大，動彈性模量增加趨勢明顯，密度大的粉細(xì)砂隨著圍壓的 增加，動彈性模量逐漸減??；動載荷頻率在2 Hz5 Hz之間變化時，頻率對動彈性模量大小的影響并不明顯，但是，動 應(yīng)

4、力的變化對動彈性模量影響顯著，隨著動應(yīng)力的增大，動彈性模量基本呈線性增大；鐵道第三 勘察設(shè)計院的郗寧通過對砂性土擊實試驗數(shù)據(jù)的歸一處理得出以下成果：（1）砂性土中粒徑小于0.075 mm的細(xì)粒土含量對Proctor曲線線性影響較大。含水量對細(xì)粒土 含量超過20%的砂性土擊實所得干密度影響比較大。（2）含水量對擊實所得干密度影響大小與細(xì)粒含量具有正相關(guān)性，與孔隙比就有反相關(guān)性。外 力作用下的土粒重新排列和與水相關(guān)的“粘性膜潤滑”原理構(gòu)成了砂性土壓實機(jī)理的主要內(nèi)容。以上研究人員通過大量的試驗對砂性土壓實特性的研究，得出一些共性的成果：細(xì)粒土的含量百 分比不同，導(dǎo)致土體機(jī)構(gòu)不同，力學(xué)性能就發(fā)生相應(yīng)的

5、變化，并且含水量對壓實度的影響大小也 會發(fā)生一定的變化。二、濕陷性黃土的危害、評價標(biāo)準(zhǔn)以及處理方法（一）濕陷性黃土的危害及其工程特性濕陷性黃土屬于一種特殊土，是在上覆土層自重應(yīng)力作用下，或者在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力共同作 用下，因浸水后土的結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著下沉現(xiàn)象的土。廣泛分布于我國東北、西北、華北 和華東部分地區(qū)的黃土多具有濕陷性，且其面積約占黃土總面積的3/4，因此與工程建設(shè)的關(guān)系 非常的密切。濕陷性黃土的這種特性，給其上的路基及結(jié)構(gòu)體帶來不同程度的危害，使路基及結(jié) 構(gòu)體發(fā)生大幅度沉降、折裂、傾斜，嚴(yán)重影響其安全和使用。所以對濕陷性黃土地基的正確處理 至關(guān)重要。濕陷性黃土主要為新近堆積的

6、黃土，大部分為風(fēng)積或沖擊的粉粒土與碳酸鹽等易溶鹽 類膠結(jié)體，粒度成分以粉土顆粒為主，約占50%以上，具有較大的孔隙，呈現(xiàn)松散、多孔結(jié)構(gòu)狀 態(tài)，孔隙比較大，天然剖面上具有垂直節(jié)理，含可溶鹽（碳酸鹽、硫酸鹽等）比較多。濕陷性黃 土發(fā)生濕陷的主要原因有兩方面：1、內(nèi)部因素主要是垂直大孔性、松散多孔結(jié)構(gòu)以及遇到水就 降低或者消失的土壤顆粒間的凝聚力；2、外部因素是自重壓力、附加壓力及水。郭松昌和李存 賓等對某工業(yè)設(shè)備水循環(huán)系統(tǒng)、某住宅樓、某廠房進(jìn)行了大量的土工試驗和固結(jié)試驗，畫出濕陷 性黃土固結(jié)試驗e-p曲線，并得出濕陷性黃土的物理力學(xué)特性，結(jié)論如下：（1）濕陷性黃土由于沉積年代短、土體疏松、空隙大等

7、原因，因此具有高壓縮、低承載力、較 差的均勻性等物理力學(xué)特性。（2）濕陷性黃土在50 kPa150 kPa壓力作用下對變形比較敏感，特別是在P=150kPa時土體結(jié) 構(gòu)大幅度的被破壞，沉降量會特別的大，其屈服點在壓力P=150 kPa附近。（二）濕陷性黃土評價標(biāo)準(zhǔn) （1）在一定壓力作用下浸水時有無濕陷性;（2）在自重壓力作用下浸水時有無自重濕陷性;（3）場地濕陷性的劃分；（4）判定地基濕陷性等級。（三）濕陷性黃土處理目的與方法（1）強夯法也叫動力固結(jié)法，適用于消除1 m1.5 m層厚的濕陷性，這種方法速度快、效果好， 是一種經(jīng)濟(jì)簡便的方法之一；（2）沖擊碾壓是表層夯實的一種，適用于消除1 m3 m層厚的濕陷性，主要用于處理飽和度不大于60%的濕陷性黃土地基；（3）換填墊層法也是一 種常用的基礎(chǔ)淺層處理濕陷性的方法，適用于消除1 m3m層厚的濕陷性，經(jīng)過此種方法處