閱讀 3510 次 紅層泥巖改良土填料物理力學(xué)特性的試驗(yàn)研究

紅層泥巖改良土填料物理力學(xué)特性的試驗(yàn)研究

張中云，蔣關(guān)魯，王智猛

(西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川成都610031)

    高速鐵路對(duì)路堤填料有嚴(yán)格的要求。在我國(guó)，考慮修筑高速鐵路時(shí)其線路長(zhǎng)，地質(zhì)條件復(fù)雜，優(yōu)質(zhì)填料缺乏。若整條線路都使用優(yōu)質(zhì)填料，無論從成本上還是從優(yōu)質(zhì)填料的供應(yīng)上都存在著很大困難。因此擴(kuò)大可使用的填料范圍，使c組填料及其改良土也可以用作高速鐵路的路堤填料．對(duì)鐵路建設(shè)具有重要意義。

    遂渝鐵路(無碴軌道)沿線分布大量的紅層泥巖，紅層是指侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)和第三紀(jì)沉積的一套紫紅色和雜色的砂巖、泥巖、泥沙巖。已有研究資料表明，紅層是一種特殊巖土．工程性質(zhì)差．為c組(類)填料．很難滿足無碴軌道對(duì)路基填料的要求，需對(duì)其進(jìn)行土質(zhì)改良。改良土可以改變?cè)�土的微觀結(jié)構(gòu)并使土粒重新排列．使顆粒問空隙能很好地被填充．提高其物理力學(xué)性能。本文對(duì)紅層泥巖改良土物理力學(xué)特性進(jìn)行了研究．希望為工程提供試驗(yàn)依據(jù)。

1.試驗(yàn)原理與方法

    1.1擊實(shí)試驗(yàn)

    土的擊宴是用機(jī)械方法將固體土粒聚集到更緊密的過程，這樣可使土的干密度增加。這個(gè)過程不同于土的固結(jié)，土的固結(jié)是土在靜壓力作用下．水從土體中排出的過程。而擊實(shí)是依靠土體內(nèi)空氣所占體積的減少．而水分不減少。但空氣所占的孔隙也不可能用擊實(shí)方法完全排除，只能減少到最低跟度。

    制備不同含水量的試樣，用一定的功擊實(shí)時(shí)，含水量由低到高，干密度隨含水量增加而增加，至某一含水量時(shí)，達(dá)到最大干密度，再增加含水量時(shí)，干密度又減小。將在同一擊實(shí)功下不同古水量與干密度的關(guān)系曲線稱為擊實(shí)曲線。干密度的峰值叫做最大干密度，對(duì)應(yīng)最大干密度的含水量稱為最優(yōu)含水量。

    1.2無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)與三軸試驗(yàn)

    無側(cè)限抗壓強(qiáng)度斌驗(yàn)是三軸試驗(yàn)中圍壓為零的一種特殊形式。

    土的強(qiáng)度主要是指抗剪強(qiáng)度，土體的破壞為剪切破壞，三軸壓縮試驗(yàn)是一種比較完善的測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的試驗(yàn)方法，與其他室內(nèi)試驗(yàn)方法相比，三軸壓縮試驗(yàn)試樣中應(yīng)力相對(duì)比較明確和均勻。

    通過三軸試驗(yàn)可以在不同的圃壓下確定土體的破壞強(qiáng)度，作出強(qiáng)度破壞包絡(luò)線。它通常呈直線狀，其與橫坐標(biāo)的夾角即為土的內(nèi)摩擦角4，與縱坐標(biāo)的截距即為土體的粘聚力c。這樣就可以確定試樣的強(qiáng)度指標(biāo)。

2.試驗(yàn)結(jié)果與分析

    2.1擊實(shí)試驗(yàn)

    對(duì)配合比為4％的水泥改良紅層泥巖及配合比為6％的石灰改良紅層泥巖進(jìn)行擊宴試驗(yàn)，本試驗(yàn)采用重型擊宴。圖l為水泥改良土的壓實(shí)曲線。

    2.2抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

    參照改良紅層泥巖的擊實(shí)曲線，在最優(yōu)含水量和最大干密度條件下制備試樣；試樣尺寸為6391mm高度80 mm；根據(jù)密度及試樣的體積計(jì)算每個(gè)試樣的用土量．試樣放置7d后對(duì)其進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

    由圖3配臺(tái)比為4％的水泥改良士在不同圍壓下的應(yīng)力應(yīng)變曲線、圖4配合比為4％的水泥改良土不固結(jié)不排水強(qiáng)度指標(biāo)曲線可知，在不同圍壓下主應(yīng)力差隨固壓的增大而增加．在同一圍壓下主應(yīng)力差隨軸向應(yīng)變?cè)龃蠖�增加；�?dāng)達(dá)到一定值時(shí)試樣破壞，并測(cè)得其黏聚力為211 1 kh、內(nèi)摩擦角為54o，由圖5配合比為6％的石灰改良土在不同圍壓下的應(yīng)力應(yīng)變曲線、圖6配合比為6％的石灰改良土不固結(jié)不排水強(qiáng)度指標(biāo)曲線可知，在不同圍壓下主應(yīng)力差隨圍壓的增大而增加；在同一圍壓下主應(yīng)力差隨軸向應(yīng)變?cè)鋈�而增加；�?dāng)達(dá)到一定值時(shí)試樣破壞，并測(cè)得配臺(tái)比為6％的石灰改良七的黏聚力為330 2 kPa、內(nèi)摩擦角為40。

3.結(jié)束語(yǔ)

    通過對(duì)紅層泥巖改良土的試驗(yàn)研究，可以得出以下結(jié)論

    (1)摻合比為4％的水泥改良紅層泥巖的最大干密度為2155/m，．最優(yōu)含水量為8 52％；摻臺(tái)比為6％的石灰改良紅層泥巖的最大干密度為2104∕GCM，最優(yōu)含水量為10.2％：

    (2)摻合比為4％的水泥改良紅層泥巖的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為l 565 92 kPa；摻合比為6％的石灰改良紅層泥巖的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為l 500 kPa；

    (3)摻臺(tái)比為4％水泥改良紅層泥巖的黏聚力為211 1 kP，內(nèi)唪擦角為54.1。；摻臺(tái)比為4％水泥改良紅層泥巖的黏聚力為3302 kPa、內(nèi)摩擦角為41100

參考文獻(xiàn)

[1]蔣關(guān)普魏永幸紅層泥巖填料物理辦學(xué)特性的試驗(yàn)研究[J]路基工程．2006(5)

[2]三郎日本土工試驗(yàn)法[M]陣世杰．譯北京：中國(guó)鐵道出版社．l985

[3]錢家歡殷宗澤tl原理與計(jì)算(第二版)[M]北京中國(guó)水利水電出板社，1996：81—90

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)