高含水量粘性土路基的凍融強度衰減規律

梁亞寧

(哈爾濱市市政工程設計院)

高含水量粘性土路基的凍融強度衰減規律

梁亞寧

(哈爾濱市市政工程設計院)

通過對黑龍江省和陜西省的高含水量粘性土路基的土樣的室內凍融試驗，總結出高含水量粘性土路基的凍融強度衰減規律。

高含水量;粘性土;凍融

1 凍融循環下強度衰減與土質特性的關系

針對綏北路1號土樣進行的室內凍融循環試驗，得到養生28 d石灰土的無側限抗壓強度與凍融循環次數的關系曲線見圖1，其中未凍融循環的強度值為養生27 d+泡水1 d的試驗值。從圖中可以看出:

(1)經過1次凍融循環后強度衰減最大，之后逐漸減緩，至凍融循環4次后強度衰減基本穩定在50%。

(2)對于凍融循環后不泡水試驗顯示，強度衰減明顯小于泡水試驗，兩者強度差距在30%以上，說明春融時路基排水條件對路基強度衰減有較大影響。

圖1 無側限抗壓強度與凍融循環次數的關系

針對雞訥路2#土進行的凍融循環試驗，得到土的回彈模量與石灰劑量、制件壓實度、凍融循環次數的關系圖，見圖2、圖 3。

圖2 不同石灰劑量下凍融循環次數與回彈模量關系

圖3 不同壓實度下凍融循環次數與回彈模量關系(雞訥路2#土)

從圖中可以看出:

(1)從回彈模量與石灰摻量關系看，石灰改良土對于強度提高有十分明顯的作用，如4%摻量的石灰土回彈模量是素土的4倍。

(2)從回彈模量與凍融次數關系看，素土與石灰土表現出相似的強度衰減規律，第一次衰減率最大，之后逐漸趨緩，至6次循環后基本不變。

(3)從回彈模量與壓實度、凍融次數關系看，壓實度的提高對于回彈模量值提高有比較明顯的作用，尤其體現在2%和4%摻量的石灰土，在素土中93%和96%壓實度的土樣回彈模量提高幅度不明顯。

2 凍融循環下強度衰減與含水率的關系

針對陜西和黑龍江兩個土樣(土性指標見表1)進行的凍融循環試驗，得到了不同制件含水率下素土的回彈模量與凍融次數的關系見圖4，從圖中可以看出:

(1)試件經凍融循環后，其回彈模量下降明顯，下降程度以前3次最為明顯，之后下降程度逐漸降低，到第6次凍融循環后回彈模量衰減基于趨于平穩，達到一個穩定的狀態。以土樣1含水率14%試件為例(圖4a)，在第3次凍融循環后，土體回彈模量的衰減率達到28.6%。所有試件0～3次凍融循環后回彈模量的衰減程度均大于3～6次凍融循環后的衰減程度。

(2)回彈模量值隨制件含水率增大而顯著減小，但在凍融循環條件下回彈模量衰減率與制件含水率呈負相關關系，即制件含水率越小，回彈模量值凍融衰減率越大。

表1 試驗土樣土性指標

圖4 回彈模量與凍融循環次數、含水率的關系曲線

試驗表明，高含水量粘性土經石灰改良處治后，第一次凍融循環后土體的強度損失約1/3，之后逐漸趨緩，經過4次凍融循環，其強度衰減量基本穩定在50%左右，但融化階段泡水狀態強度衰減比不泡水狀態有15%～20%的增加。工程調研顯示，凍融循環下路基水分的遷移是路基強度衰減的主要因素，因此保持路基內濕度穩定的結構措施、填料控制、排水措施是減少路基強度衰減的關鍵。

［1］公路工程技術標準(JTG B01-2003)［S］.

［2］公路路基設計規范(JTG D30-2004)［S］.

U416.1

C

1008-3383(2014)03-0007-01

2013-12-22