花崗巖殘積土在土工試驗中的問題

（廣東省地質局第六地質大隊 廣東江門529040）

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本文主要對花崗巖殘積土土木試驗中需要探討的幾個指標問題，包括殘積土的液性指數、密度、比重、顆粒分析及固結等方面。

花崗巖殘積土土木試驗問題

花崗巖在長期風化下會形成殘積土。其顏色一般是紅色、灰色、白色等，和一般性土比較，在物理力學性質方面有較大差異。一是含有較多的石英礫或者砂顆粒，含量最高達到70%，礫石顆粒最大直徑有1~2cm；其次，含有較多的粘土顆粒[1]。因土中顆粒影響，采取常規試驗法和指標，往往無法正確、全面、真實反映土的物理學性質，以致于性能評價有誤?；诖?，本文對土木試驗中常用指標進行深入探討。

1 殘積土液性指數

通常對土的液性指數計算按以下公式進行：

IL＝W—Wp/WT—WP

其中，W表示土的天然含水率（%）；WT表示土的液限含水率（%）；Wp表示土的塑限含水率（%）。

在常規土木試驗中，土的天然含水率應用全部原土來計算的，而液限含水率、塑限含水率等都是應用0.5mm篩選土得到的。在普通土中，粘性土粗粒量較少，可過0.5mm篩子的就是原土，因此，選用過篩土進行塑限和液限是可行的。但是對于顆粒量較多的花崗巖殘土，通過篩后的土與原狀土是存在較大差別的，如仍采取常規方法進行則它的液性指數就會出錯。

在混雜土中，因細顆粒比表面積較大，且在礦物成分上也和粗顆粒有所差異，土中水分大部分集中于前者，所以顆粒稠度也會直接影響到土的物理性質[2]。所以，在土木試驗中需要考慮細粒稠度，這就需要應用細粒成分的天然含水率。

本研究采用不同方法計算天然含水率的殘積土稠度（表1和表2），對比不同方法的計算結果可以看出，將粗粒挑出后土的液性指標明顯提高。此外，4、5號土樣液性指數從0以下上升 到 0.70；第10-3號樣品試驗前后的結果無明顯差異?？梢钥闯?，僅僅應用土細粒天然含水率才可計算真實、準確的稠度。

2 殘積土的密度

表3 不同方法計算的容重比較（g/cm3）

通常對土的密度進行計算是采取環刀法。因花崗巖殘積土含有大量的礫石，在開土中往往會使土樣的表層不平，對土樣側面置入環刀時因顆粒阻擋而導致破壞，通常很難滿足土木試驗中有關在試驗樣品需填補時，填補那部分不得超環刀容積的1%[3]。為此，本文采用兩種方法來求的花崗巖殘積土的容重，一是常規環刀切樣；二是將所取土樣直接進行整體稱重，即大體積法，兩種方法測得的結果如表3。

從表3表數據看，環刀法計算的結果整體低于大體積法，對于粗粒少的殘積土則無較大差距，所以需選用大體積法。對有些土樣最好是采取臘封法，但選土體積不應偏小。采用大體積法要特別注意土的質量，必須明確是否有廢土。

3 比重

因花崗巖殘積土含有大量的粗粒，按照常規試驗要求需要把2mm以上顆粒直接剔除。前文提到，顆粒粗細不同，礦物成分是也是有所差異的，而將礫級顆粒剔除后是否可表示整體土的比重，這是需要考慮到的問題。此外，選用經過2mm篩出的土應用煮沸法求比重時，因0.1mm以上顆粒含量較大，在煮沸過程中因跳動而易損失[4]。所以，本文選用長頸比重瓶法對經2mm篩出土和未通過篩選的土的比重進行比較分析，如表4。

表4 不同顆粒的比重對比

從表4看出，采取長頸比重法和常規煮沸法的結果無較大差異，且過篩和未過篩得到的結果也是無差異的。原因在于花崗巖殘積土中的細粒成分主要是高嶺土，它的比重和粗粒中的石英比重基本一致。

4 顆粒分析

大部分花崗巖殘積土中的粗顆粒量較大，在進行顆粒分析時如采取常規干樣篩查，那么會因為細粒會粘附在粗粒表層，難以分離，使得最終結果不準確。所以，可采取濕法進行顆粒分的土樣置備，但不得錘碾土樣，避免土中特殊顆粒受損。在應用濕法進行顆粒分析時，可向計算出土含水率，再計算出土干重，再對濕土進行直接篩洗，把得到的粗顆粒烘干后進行分析，細粒則用其他方法進行。

5 固結分析

前文說到在應用環刀區樣時，因土的粗顆粒較多，所得到的土樣表層會坑洼不平，會超出環刀容積1%。另外，有些土的礫級顆粒很較大，往往會頂住加壓活塞而導致土樣無法正常被固結。所以，采取常規環刀切樣進行固結的最終結果和土的實際固結性質是不符的。如果基于固結模量層面分析，應是中等到高的固結性土，但基于變形模量分析，那么屬于低固結性土。所以，在進行土的固結模量時應考慮到其實際承載力。當前,在土木試驗中如何正確得到花崗巖殘積土固結模量，尚無良好方法。有研究者提出采取大體積土進行固結試驗，但因大體積土在獲取上有較大難度，且室內試驗操作與技術層面有困難，是不可行的。

[1]唐征宏.運用土工試驗方法分析花崗巖殘積土 [J].住宅與房地產，2016，06:202.

[2]劉建國.東莞市花崗巖類殘積土物理力學特性 [J].鐵道工程學報，2011，09:97-100+ 117.

花崗巖殘積土在土工試驗中的問題

■葉燕萍

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-338-1