昆明新国际机场红粘土工程特性研究

昆明新国际机场红粘土工程特性研究（共3篇）

篇1：昆明新国际机场红粘土工程特性研究

昆明新国际机场红粘土工程特性研究

红粘土是一种特殊土,是碳酸盐类岩石经风化后残积、坡积形成的褐红色粘土.与一般粘土比较,昆明新国际机场场地内分布的红粘土、次生红粘土具有大孔隙比、高含水量的.特征,易失水干裂,受水强度急剧降低,施工时不易压实和控制含水量.针对昆明新国际机场料场红粘土、粘土、粉质粘土3种填料,进行了物理、力学及胀缩特性试验,重点研究红粘土的工程特性.

作 者：何晓民 苏华 颜惠和 李汉萍 作者单位：何晓民,颜惠和,李汉萍(长江水利委员会,长江科学院,湖北,武汉,430010;水利部,岩土力学与工程重点试验室,湖北,武汉,430010)

苏华(广西华蓝岩土工程有限公司,广西,南宁,530012)

刊 名：人民长江 PKU英文刊名：YANGTZE RIVER年，卷(期)：39(24)分类号：P642.13关键词：红粘土 物理性质 力学性质 胀缩特性 昆明新国际机场

篇2：昆明新国际机场红粘土工程特性研究

湖南高速公路红粘土工程特性及问题与对策探讨

依据湖南省多条高速公路1 200多km勘察设计中所获红粘土563个试样资料的整理分析,总结归纳了湖南省红粘土的工程特性;建立了湖南省高速公路红粘土分区图;给出了相应的处治对策,提出了公路建设中红粘土工作今后的发展方向.

作 者：朱天璋 黄向京 ZHU Tianzhang HUANG Xiangjing 作者单位：湖南省交通规划勘察设计院,湖南,长沙,410008刊 名：公路工程 ISTIC英文刊名：HIGHWAY ENGINEERING年，卷(期)：200833(5)分类号：P642.13关键词：湖南红粘土 工程特性 路基 边坡 填料 防治措施

篇3：昆明红粘土工程特性分析与研究

云南昆明新机场场地广泛发育着喀斯特现象及红粘土。其中红粘土具有高含水量、高液限及塑限、大孔隙比、低干密度等特征,与一般粘性土存在着明显差别。在自然状态下,红粘土的湿度具有上部小下部大的变化规律,地表呈坚硬或硬塑状态,向下逐渐变软,基本具有由表部坚硬—硬塑—可塑的变化规律。场地红粘土具有弱膨胀性,胀缩性以收缩为主,胀缩变形等级为I级。极易失水干裂,形成网状裂隙;受水后塑性急剧降低,结构强度急剧下降,工程性能急剧降低,具有水稳定性差的特征。当作为填方区原地面地基时,难以被压实,工后沉降量较大。因此,可以用强夯或碎石桩对红粘土地基进行处理,从而提高其承载力并加速其变形固结,达到降低工后沉降的目的。昆明新机场填方石料有限,红粘土作为填料存在含水量过大,压实度达不到要求、难以压实等问题。因此,红粘土作为填料,如何进行改良,改良后的击实特性如何,以及在高填方中,其干密度、抗剪强度指标与其含水比的关系如何,都是我们需要研究的问题。

1 红粘土地层“上硬下软”工程特性的验证

红粘土地基靠近地表的部分,呈坚硬或硬塑状态,其地基承载力较高,但随着土层深度的增加,土体的含水量明显增大,地基承载力显著降低,其压缩性增大。从图1可以看出,随着土层深度的增加,压缩指数Cc增大,表明土的压缩性提高。Cc值在0.2～0.4之间变化,表明1.3～7.8m以内的土属于中等压缩性土,正处于从低压缩性土向高压缩性土的过渡阶段。

超固结比OCR是反映土层天然固结状态的定量指标,也可用于判定土的压缩性。从图1可以看出:红粘土的OCR>1,属于超固结土,并且随着土层深度的增加,OCR明显减小,表明土体所受到的超固结作用减弱,在其他条件相同时,其压缩性增强。

2 含水比与干密度的相关关系

土的干密度ρd是反映土的密实程度的重要指标,它与土的含水量、压实能量和填土的性质等有关,并常用这一指标来控制填土的施工质量。土的含水比与含水量有关,故干密度应与含水比有一定的相关关系,这里探讨的是天然状态下,红粘土地层中含水比与干密度的相关关系。图2中含水比在0.43～0.82之间变化,说明土体大多处于硬塑状态。从图中可以看出,随着含水比aw的增大,土体的干密度ρd减小,其相关方程为:ρd=-1.2406aw+2.0468,在已知含水比时,可以用经验回归方程估算其干密度值。

3 碎石含量对最优含水量和最大干密度的影响

在重型击实条件下,红粘土最大干密度ρdmax与最优含水量Wopt之间的关系如图3所示。随着最优含水量的增大,最大干密度降低,虽然红粘土中碎石含量hs不同,但ρdmax与Wopt之间呈现较好的线性关系。其经验关系式可表示为ρdmax=-0.0319wopt+2.3707,该回归方程经换算成最佳状态湿密度ρdmax(1+wopt)后可作为填土质量控制的依据之一。

从图3中还可以看出,当红粘土中碎石含量hs为0时,最优含水量Wopt最大,为29.4;最大干密度ρdmax最小,为1.43;当红粘土中碎石含量hs为30%时,最优含水量wopt最小,为23.45;最大干密度ρdmax最大,为1.62。这说明土的最优含水量和最大干密度的大小随土的性质的不同而有所差异;同时也说明红粘土参入碎石改良后,其最优含水量减小,最大干密度增加,其所需压实功能增加,土体的压实特性明显得到改善。

从图4可以得出,随着红粘土中碎石含量hs的增加,最优含水量降低,最大干密度显著增加,而且hs与wopt、ρdmax之间有较好的相关性。hs与wopt的经验回归方程为:wopt=-19.833hs+29.425;hs与ρdmax的经验回归方程为:ρdmax=0.6333hs+1.4317。可见,红粘土中碎石含量hs的多少直接影响其密实程度、压实功能。可以根据以上两式预估红粘土wopt和ρdmax的数值。

4 含水比对抗剪强度指标的影响

土体抗剪强度指标c和φ与土粒间的分子引力、土中化合物的胶结作用和土粒间的摩擦力和嵌合作用有关。红粘土的矿物成分不同,其表面分子引力不同,粘聚力大小也不一样;土中含有的各种胶结物质越多,粘聚力c越大;土颗粒间接触点多且紧密,则土粒之间的表面摩擦力及土粒咬合力越大,粘结力也越大;土颗粒表面越粗糙、粒径越大,其内摩擦角φ也越大。

土体抗剪强度指标的大小不仅与土的物质组成有关,还与土体含水量的多少有关。当土中含水量增加时,土的内摩擦角φ将减小;尤其是粘性土的天然结构遭到破坏后,则其粘聚力c会降低。这里探讨了红粘土的抗剪强度指标c和φ与土的含水比aw的经验关系,并建立了回归方程。从图4可以看出,随着含水比的增大,红粘土的粘聚力降低,其回归方程为:

c=-129.72aw+138.21;随着含水比的增大,红粘土的内摩擦角降低,但降低趋势与粘聚力相比较为平缓,其回归方程为:φ=-24.183aw+27.293。

众所周知,土的抗剪强度可表示为:

式中:τf为土的剪应力(kPa);σ为试样所加正应力(kPa);c为粘聚力(kPa);φ为内摩擦角(°)。已知土的含水比即可用前面建议的经验公式确定土的粘聚力和内摩擦角,由[1]式即可确定在不同含水比下的抗剪强度。

5 结论

(1)红粘土的含水比与其干密度有一定的相关关系,在已知含水比的情况下,可以用相关方程:

ρd=-1.2406aw+2.0468估算红粘土的干密度值。

(2)红粘土的ρdmax与Wopt之间呈现较好的线性关系,其经验关系式可表示为ρdmax=-0.0319wopt+2.3707。

(3)红粘土的hs与wopt、ρdmax之间有较好的相关性。hs与Wopt的经验回归方程为Wopt=-19.833hs+29.425;hs与ρdmax的经验回归方程为ρdmax=0.6333hs+1.4317。已知碎石含量hs时,可以根据以上两式预估红粘土wopt和ρdmax的数值。

(4)随着含水比的增大,红粘土的粘聚力和内摩擦角均降低,其回归方程分别为c=-129.72aw+138.21和φ=-24.183aw+27.293,已知土的含水比即可利用二式确定土的粘聚力和内摩擦角。

参考文献

(1) 《地基与基础》(第三版)

(2) 刘连喜,廖建生.利用土的物理指标确定土的抗剪强度.城市勘测.2003,(3)

(3) 饶锡保,何晓民,刘鸣.粗粒含量对砾质土工程性质影响的研究.长江科学院院报.1999,(1)