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《细集料含量对风化花岗岩压实力学特性的影响_牛玺荣》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2011年3月内蒙古大学学报(自然科学版)Mar.2011第42卷第2期JournalofInnerMongoliaUniversity(NaturalScienceEdition)Vol.42No.2文章编号:1000-1638(2011)02000108*细集料含量对风化花岗岩压实力学特性的影响1,232牛玺荣,孙延芳,宋彩娜(1.长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室,西安710064;2.山西省交通科学研究院公路与交通工程研究所,太原030006)3.太原理工大学建筑与土木工程学院,太原030024;摘要:风化岩由于细集料含量不同而表现出不同的力学特性
2、.由于在荷载和压实过程中颗粒被压碎,风化岩可能表现为粘聚性或非粘聚性.为了评价细集料含量对风化花岗岩压实力学特性的影响,对5种不同细集料含量(10%、20%、30%、40%、50%)的风化岩进行了直剪试验、三轴剪切和基本特性试验.三轴试验表明:随着细集料含量的减少,风化岩的粘聚力减小、内摩擦角增大.细集料含量较少的风化岩抗剪强度在达到峰值后急剧降低.相比之下,细集料含量高的风化岩抗剪强度在达到峰值后比较恒定.临界状态摩擦参数(试验)表明,随着细集料含量的增加,摩擦参数在降低.三轴和直剪试验也表明30%细集料含量是划分砂土与粘土的重要指标.小于30%细集料含量的风化花岗岩
3、在自然界容易获得,其用作路基填料具有较强的稳定性.较低细集料含量的风化岩表现出了与砂相似或更好的力学特性.建议对风化花岗岩的力学特性作进一步的研究.关键词:风化花岗岩;力学特性;三轴试验;侵蚀中图分类号:O342;U414文献标志码:A风化花岗岩通常根据风化残留的花岗岩和片麻岩的含量进行分类.风化岩产生在物理或化学侵156,7蚀过程中,或者说在新的物理化学环境进一步平衡下,可产生新的矿物结构.诸多学者表明,物理侵蚀导致了粒子的突变,减小了粒子的平均尺寸,增加了粒子的微裂隙数量.风化岩占据了韩国土壤面积的一半多,因为缺乏好的材料,在韩国越来越多的风化岩用
4、作了施工材料,如回填、路基材料813等.风化岩在中国公路路基施工中也得到了广泛的应用.工业化发展使得城市化进程加快,导致了大范围风化花岗岩被开挖和堆积,引起了边坡、地基、公路的失稳.虽然风化花岗岩在韩国,乃至全球分布比较广泛,但以往研究主要集中在纯砂和粘土方面,很少对风化花岗岩的力学特性作出评价.1,5,14研究人员通过试验研究了韩国南部风化花岗岩的岩土特性,然而没有很好地认识到细集料含量对风化花岗岩力学特性的影响.本研究旨在探讨细集料含量对用作路基或回填材料的风化花岗岩的影响,摸清其对抗压(拉)强度、剪切指标(c,)、压缩特性和三轴试验的影响.在文章中主要
5、涉及到了直剪试验、三轴试验和压缩试验.1风化花岗岩特性1.1剪切特性5,14,15即使在同一地点,风化花岗岩的抗剪强度随粒径分布、风化程度、母岩成份而变化.非扰动*收稿日期:20100519基金项目:山西省交通厅科技计划项目(0805)资助作者简介:牛玺荣(1976-),男,山西高平人,工程师,2007级博士研究生.主要从事路基路面工程与特殊地区筑路技术方面的研究.Email:niuxirong@sina.com.178内蒙古大学学报(自然科学版)2011年风化岩的坚硬程度和剪切特性主要受风化程度的影响,击实风化花岗岩的特性主要受含水量、干容重15
6、和细集料含量的影响.在压实和剪切过程中由于颗粒受到破坏,压实风化岩的剪切特性与未扰动5,14风化岩的剪切特性明显不同.颗粒的压碎导致了粒子间嵌锁结构的破坏,使得极限抗压强度和硬化常数降低.花岗岩风化程度越高,其抗剪强度越低,粒子间嵌锁效应越微弱.风化程度强的花岗岩表现为负膨胀性(如体积压缩),风化程度弱的花岗若表现为先负膨胀性后正膨胀性(如体积膨胀).因为膨胀性意味着体积变化,而体积变化与抗剪强度密切相关,所以膨胀性是评价风化花岗岩剪切特性的重要指标.1.2压缩和颗粒破损特性5,14有报道称风化花岗岩的压实沉降特性与粘土相似,但存在次沉降或二次沉降.与粘土相比
7、,5,14风化花岗岩存在未完成的前期固结压力和不规则的压缩指数.压缩过程中颗粒的破碎使得孔隙率减小,所以,就排水而言,风化花岗岩的压实特性与砂相近,但从沉降的连续性而言,又与粘土相5,14似.颗粒破损是风化花岗岩压实过程中表现出的另一主要特性.通常假定土的颗粒不可压缩,或不被压碎,即表现为传统土的力学特性,但对风化花岗岩则不适用.风化花岗岩的颗粒压碎在内部解释为7颗粒内部微裂隙和空隙的存在,或者在风化过程中破坏云母和长石的存在.除此之外,影响颗粒压碎的的因素还有粒径分布、形状、强度、极限压力和饱和度等.1.3风化度评价如前所
