朱學(xué)文

(黑龍江省嫩江高等級(jí)公路管理處)

1 試驗(yàn)路段地理位置

為了對(duì)哈同公路土質(zhì)路塹邊坡的病害進(jìn)行治理，選擇了一段有一定長(zhǎng)度的土質(zhì)路塹作為試驗(yàn)路段進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)路段位于哈同公路佳木斯—哈爾濱段;里程為K561+850(左)。

2 試驗(yàn)路段的地質(zhì)條件

試驗(yàn)路段位于大地構(gòu)造屬新華夏系第二隆起帶之西部，北緣處于張廣才嶺斷褶區(qū)西側(cè)帶狀斷陷盆地區(qū)，大面積中山、低山、丘陵區(qū)，長(zhǎng)期以來(lái)一直為上升區(qū)。境內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造分為：東西構(gòu)造體系、華夏系構(gòu)造體系、新華夏系構(gòu)造體系、華夏式構(gòu)造體系、南北向構(gòu)造體系和北西構(gòu)造體系。地質(zhì)主要以斷裂構(gòu)造為主，松花江河谷基本上由幾條不連續(xù)的斷裂帶構(gòu)成。

沿線地層構(gòu)造主要為上更新統(tǒng)沖積層。上部為黃色亞粘土、亞砂土、淤泥質(zhì)亞粘土，層厚3～20 m，局部達(dá)30 m，多為中、低壓縮性土;下部為黃色、灰色砂、礫石層，厚度5～15 m，局部夾粘性土透鏡體。巖性主要為海西晚期花崗巖，由黃色白崗質(zhì)花崗巖、花崗巖組成，其頂部風(fēng)化帶呈砂狀、礫狀，中密—密實(shí)，下部較硬。

路線所經(jīng)地區(qū)，出露地層較多，但大部分為第四系沖積層，斷裂地質(zhì)構(gòu)造處未發(fā)現(xiàn)活動(dòng)，地質(zhì)穩(wěn)定性較好，其強(qiáng)度基本滿足路基設(shè)計(jì)要求，局部地段為軟弱土層，需要處理。另外，表層有20～30 cm種植土或腐植土，下層為低液限亞粘土、砂礫層，除局部地段軟弱層需處理外，其他部分基本滿足要求。

試驗(yàn)路段公路地處長(zhǎng)白山支脈張廣才嶺的西北。由于地殼變化，形成多種地貌，具體分為低山丘陵區(qū)、山前漫崗區(qū)、平原區(qū)、洼地沼澤區(qū)。低山丘陵區(qū)土層厚薄不一，以暗棕色土壤為主，質(zhì)地松疏，森林覆蓋;山前漫崗區(qū)土質(zhì)為坡積物及洪積物，有礫石、風(fēng)化巖、黃砂土等;平原區(qū)為沖積平原和山前傾斜平原，呈不連貫地狀分布，土質(zhì)為坡積物及洪積物;洼地沼澤區(qū)主要分布于河流兩側(cè)地勢(shì)低洼處，并常受江河洪水侵襲，地下水位較高且豐富，排水不暢，土質(zhì)為沖積物，淤泥質(zhì)亞粘土，通透性差。

水文地質(zhì)條件有2種。

(1)地下水埋藏較深，地表無(wú)積水。

線位所經(jīng)地帶，大部為旱田和林地，地勢(shì)較高，地面起伏較大，排水條件良好。

(2)地下水位埋藏較淺，地面無(wú)積水。

局部路段雖然地表無(wú)積水，但地下水位埋藏較淺，一般多發(fā)生在匯水面積較大，地勢(shì)較緩的坡地局部區(qū)域，含水量較大，其形成主要原因?yàn)槔剿?，?duì)填方路基不會(huì)產(chǎn)生直接影響，但挖方段應(yīng)采用隔斷措施。

不良地質(zhì)路段有水田、濕地、水泡和魚池等，表層大部分為淤泥質(zhì)低液限粘土，地下水位高，含水量大，具有強(qiáng)凍脹性，易造成翻漿及凍結(jié)膨脹。濕地路段多分布在山地丘陵區(qū)的河谷和平原區(qū)的河谷泛濫區(qū)域低洼地帶，周圍排水不暢，其植被為苔草、塔頭等沼澤植物，有機(jī)質(zhì)呈海綿狀積累，土質(zhì)為腐植土、淤泥、泥炭土、淤泥質(zhì)低液限粘土等。軟土層厚度大多在0.4～2.0 m之間。水田路段，地表土質(zhì)多為保水性強(qiáng)的粘土，受季節(jié)影響，其軟土層含水量變化較大，厚度大多在0.3～1.1 m之間，魚池、水泡由人工蓄水或天然積水而成，多分布在地勢(shì)較低洼的河谷處，排水條件較差。

3 試驗(yàn)路段邊坡土質(zhì)試驗(yàn)及分析

3.1 現(xiàn)場(chǎng)取樣與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

首先，在試驗(yàn)路段土質(zhì)路塹邊坡上，按不同位置、層位、不同狀態(tài)的土進(jìn)行取樣，對(duì)所取土樣進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)和數(shù)據(jù)采集，并分別對(duì)土的物理力學(xué)指標(biāo)及隨土的水分狀態(tài)變化土的粘聚力和內(nèi)摩擦角變化的關(guān)系進(jìn)行了分析。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

通過(guò)室內(nèi)一系列實(shí)驗(yàn)分析，得到一系列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)。

(1)路塹邊坡土樣物理力學(xué)指標(biāo)。

路塹邊坡土樣的物理指標(biāo)w、γ、wL、wP、IP及力學(xué)指標(biāo)C、φ的測(cè)定值見表1所列。

注：該土名為：粉質(zhì)低液限粘土

表2 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

續(xù)表2

10.2 112 12.8 12.16 151 12.6 13.5 173 12.8 15.34 200 14.1 18.16 181 16.8 20.13 141 14.7 21.67 112 13.12 23.45 86.4 12.1 27.04 43.2 9.4 29.12 7.5 10.0

做了不同含水量的土樣與抗剪強(qiáng)度指標(biāo)粘聚力C、內(nèi)摩擦角φ的一組試驗(yàn)，數(shù)據(jù)見表2所示，表3是含水量、粘聚力與內(nèi)摩擦角關(guān)系的匯總表。

從內(nèi)摩擦角與土的含水量狀態(tài)關(guān)和粘聚力與土的含水狀態(tài)關(guān)系可知，土的粘聚力和內(nèi)摩擦角與土的含水量狀態(tài)呈非線性關(guān)系，但他們都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，當(dāng)含水量較小時(shí)，土的粘聚力和內(nèi)摩擦角隨含水量的增加而增大，但當(dāng)土的含水量超過(guò)18% ～20%時(shí)，隨著含水量的增加，土的粘聚力和內(nèi)摩擦角會(huì)迅速下降。這一現(xiàn)象和規(guī)律與土的含水量與密實(shí)度的關(guān)系相似，即當(dāng)含水量較小時(shí)，密實(shí)度隨含水量的增加而增大，這時(shí)土顆粒排列緊密而有較大的內(nèi)摩擦角和粘聚力;當(dāng)含水量超過(guò)一定數(shù)值后，密實(shí)度下降，內(nèi)摩擦角和粘聚力也隨之迅速降低。這就說(shuō)明，在春融期間，邊坡土體中的水分若不能及時(shí)排除，邊坡土的抗剪強(qiáng)度會(huì)大大降低，當(dāng)“水線”發(fā)育時(shí)，必然產(chǎn)生滑塌。