六盤水地區(qū)玄武巖風(fēng)化土物理力學(xué)性質(zhì)分析

劉嬌+粟梅+張衛(wèi)華+高倩+顧寧+楊奇龍

摘 要：玄武巖風(fēng)化土在貴州西南地區(qū)廣泛分布，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在玄武巖風(fēng)化土地區(qū)修建高速公路、高速鐵路等工程項目將日益增多，為了了解玄武巖風(fēng)化土地區(qū)的土體工程性質(zhì)是否能滿足強(qiáng)度和變形方面的要求。針對玄武巖風(fēng)化土的工程特性，進(jìn)行了液塑限、飽和密度（ρsat）和含水率、抗剪強(qiáng)度、固結(jié)試驗等多次物理力學(xué)性能試驗，并對其實驗結(jié)果進(jìn)行分析，對其工程建筑提出相應(yīng)意見，以此作為工程建筑理論支持。

關(guān)鍵詞：玄武巖風(fēng)化土；物理力學(xué)性質(zhì)；含水率；壓縮性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.086

0 前言

玄武巖在貴州地區(qū)廣泛分布，尤其在六盤水地區(qū)分布尤為明顯。六盤水作為貴州地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的城市，基礎(chǔ)建設(shè)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的一部分，而在玄武巖風(fēng)化土地區(qū)建筑是必不可少的，研究表明，土質(zhì)地基的穩(wěn)定性在絕大部分情況下取決于土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以及壓縮性，在現(xiàn)階段針對玄武巖風(fēng)化土強(qiáng)度特性的研究文獻(xiàn)較為匱乏，所以我們?yōu)榱烁尤婢C合獲取該地區(qū)玄武巖風(fēng)化土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以及壓縮系數(shù)，因此進(jìn)行了室內(nèi)直接剪切試驗以及室內(nèi)固結(jié)排水試驗等一系列土工試驗，分析玄武巖風(fēng)化土的抗剪強(qiáng)度以及壓縮系數(shù)變化規(guī)律，得出相關(guān)數(shù)據(jù)資料，希望本次研究成果能夠作為當(dāng)?shù)厥┕ぴO(shè)計的參考資料。

1 玄武巖風(fēng)化土物理性質(zhì)研究

1.1 液塑限

按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2002）中粘性土分類標(biāo)準(zhǔn)，對六盤水地區(qū)的玄武巖風(fēng)化土進(jìn)行液塑限試驗，結(jié)果見表1。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析得出結(jié)果表明此地區(qū)的玄武巖風(fēng)化土液限高，平均塑性指數(shù)介于10～17屬于粉質(zhì)粘土。

塑性指數(shù)與粘粒的含量有關(guān)（其中A為強(qiáng)風(fēng)化土、B為中風(fēng)化土，下同）。

粘粒含量愈高，親水性礦物愈多，則土粒持水量就相應(yīng)增加，塑性指數(shù)也就越大。

1.2 土的飽和密度（ρsat）和含水率

依據(jù)《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50123-1999）中粘質(zhì)土的飽和密度和含水率的測量方法，通過多次室內(nèi)試驗測得試驗結(jié)果見表2。

試驗后分析試驗數(shù)據(jù)可以看出六盤水地區(qū)玄武巖風(fēng)化土的含水率是比較高的，且六盤水地區(qū)的氣候常年多雨潮濕，這使得玄武巖風(fēng)化土土體的強(qiáng)度降低。含水率作為影響玄武巖風(fēng)化土強(qiáng)度的一個重要指標(biāo)，其變化對土體的整體抗剪強(qiáng)度影響較大。這主要是由于玄武巖風(fēng)化土對水的作用非常敏感，遇水作用后其強(qiáng)度下降很快，這一特性對邊坡穩(wěn)定性來說非常不利?？芍诮涤曜饔孟?，邊坡土體抗剪強(qiáng)度會明顯降低，嚴(yán)重影響其穩(wěn)定性。

2 玄武巖風(fēng)化土的力學(xué)性質(zhì)研究

2.1 抗剪強(qiáng)度

根據(jù)《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50123-1999）中粘質(zhì)土的快剪試驗方法實驗測得玄武巖風(fēng)風(fēng)化土的C（粘聚力）和Φ（內(nèi)摩擦角）值，實驗結(jié)果。直接剪切試驗?zāi)茌^好地反映土體強(qiáng)度，其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的差異與土體天然密度、孔隙度、粘土礦物、團(tuán)粒及原生結(jié)構(gòu)等因素密切相關(guān)。為了選取準(zhǔn)確可靠的強(qiáng)度指標(biāo)來指導(dǎo)工程實踐活動，必須綜合考慮土體的室內(nèi)土工試驗和原位推剪試驗，結(jié)合工程經(jīng)驗，合理地使用強(qiáng)度參數(shù)。

2.2 固結(jié)試驗

依據(jù)《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50123-1999）中粘質(zhì)土固結(jié)試驗，利用固結(jié)儀進(jìn)行固結(jié)試驗，從而得出其壓縮系數(shù)和壓縮模量。實驗數(shù)據(jù)如表3所示。

分析實驗數(shù)據(jù)可得出該種玄武巖風(fēng)化土屬于中壓縮性土，壓縮性偏高，這些性質(zhì)對于各種工程來說都是不利的，但可以通過置換、排水固結(jié)、振密擠密等地基處理方法進(jìn)行處理。

3 結(jié)語

通過對六盤水地區(qū)玄武巖風(fēng)化土進(jìn)行的物理力學(xué)室內(nèi)試驗，探究并討論了玄武巖風(fēng)化土在各種強(qiáng)度下的應(yīng)力應(yīng)變曲線關(guān)系和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，根據(jù)一系列實驗結(jié)果對比分析，主要總結(jié)出以下結(jié)論：

（1）六盤水地區(qū)玄武巖風(fēng)化土的含水率偏高，導(dǎo)致土的強(qiáng)度降低。（2）六盤水特殊的氣候特征導(dǎo)致該地區(qū)玄武巖風(fēng)化土的風(fēng)化程度嚴(yán)重，土體壓縮性較高，易固結(jié)，土體穩(wěn)定性差 。（3）室內(nèi)試驗分析中等風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化土的土體強(qiáng)度，其強(qiáng)度指標(biāo)的差異主要與土體天然密度、孔隙比、含水率等因素有關(guān)。（4）通過一系列室內(nèi)土工試驗結(jié)果數(shù)據(jù)分析表明，六盤水地區(qū)的玄武巖風(fēng)化土整體為強(qiáng)風(fēng)化土以及中風(fēng)化土分布，在大部分地區(qū)的土體強(qiáng)度低，含水率高以及高壓縮性對于該地區(qū)建設(shè)發(fā)展有一定的影響。

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