摘要：本文針對(duì)紹興平原地區(qū)沖海積粉土進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試及室內(nèi)的土工試驗(yàn)分析，得出了其含水量一般隨深度逐漸減小、密度和孔隙比一般隨深度逐漸增加，壓縮模量和抗剪強(qiáng)度一般隨深度逐漸增大，密實(shí)度一般隨深度逐漸增高，對(duì)該區(qū)域工程建設(shè)具有實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：粉土，物理性質(zhì)，力學(xué)性質(zhì)，透水性

紹興平原位于紹興地區(qū)北部，曹娥江東部，錢(qián)塘江南部。區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦，河網(wǎng)密布，地勢(shì)上呈自西向東傾斜，為第四系濱海-海灣相沉積地層。由于濱海海涂地基土層的形成時(shí)代、成因和工程性質(zhì)差異較大，土層成分復(fù)雜。一般地基土以濱海粉土、粉砂為主，上層土易液化，但承載力較粘土為高[1]。

粉土的性質(zhì)復(fù)雜，既不同于粘性土，又有別于砂土，具有一系列獨(dú)特的工程性質(zhì)。粉土的工程特性比粘土或砂更加難確定。至今對(duì)粉土工程性狀的研究尚不成熟，特別是在粉土地區(qū)大幅度降低地下水位時(shí)，因細(xì)小顆粒被帶走，極易發(fā)生流砂、管涌事故，常給工程造成意想不到的重大損失[2]。

1. 粉土的物理性質(zhì)

粉土是介于砂性土和粘性土之間的一種過(guò)渡類(lèi)型土，工程性質(zhì)既與砂性土不同又與粘性土有較大區(qū)別。國(guó)內(nèi)曾將之歸為黏土類(lèi)，稱(chēng)之為輕亞黏土，改革開(kāi)放以后隨著認(rèn)識(shí)的深化才獨(dú)立劃分為粉土。

現(xiàn)行《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021-2001）（2009年版）規(guī)定，粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量不超過(guò)總質(zhì)量的50%，且塑性指數(shù)等于或小于10的土，應(yīng)定名為粉土。

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）定名粉土為塑性指數(shù)Ip≤10且大于0.075mm的顆粒含量不超過(guò)全重50%的土。浙江省《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（J10252-2003）定名粉土，當(dāng)塑性指數(shù)Ip≤7，且粒徑d<0.005mm的顆粒含量不超過(guò)全重10%的為砂質(zhì)粉土；當(dāng)塑性指數(shù)7< Ip≤10且粒徑d<0.005mm的顆粒含量超過(guò)全重10%的為粘性粉土。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔取樣及粉土成因類(lèi)型和物理力學(xué)性質(zhì)，可將粉土層分為Ⅱ1砂質(zhì)粉土和Ⅱ2砂質(zhì)粉土，其中Ⅱ1砂質(zhì)粉土，灰黃色為主，局部灰褐色，含植物根莖，偶夾淤泥團(tuán)塊，濕～很濕，總體稍密，局部中密，中等壓縮性為主。土層均勻性偏差，搖震反應(yīng)迅速～中等，干強(qiáng)度、韌性低。Ⅱ2砂質(zhì)粉土，灰黃色為主，總體中密，局部密實(shí)，中等壓縮性為主，局部低壓縮性，土層均勻性偏差，搖震反應(yīng)中等，干強(qiáng)度、韌性低。天然砂質(zhì)粉土的物理性質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1，總體上看，含水量一般隨深度逐漸減小、密度和孔隙比一般隨深度逐漸增加。

表1 粉土的物理性質(zhì)指標(biāo)

土層

含水量

比重

濕密度

干密度

飽和度

孔隙比

顆粒分析（mm）

0.25-0.075

0.075-0.005

<0.005

W（%）

Gs（—）

ρ（g/cm3）

ρd（g/cm3）

G（%）

e（—）

（%）

Ⅱ1砂質(zhì)

粉土

22.1～37.4

2.70～2.71

1.84～1.98

1.31～1.56

85.0～100.0

0.754～1.005

6.77

85.88

7.37

Ⅱ2砂質(zhì)

粉土

16.8～30.7

2.69～2.71

1.86～2.10

1.45～1.78

83.0～100.0

0.511～0.768

31.84

60.68

7.48

2. 粉土的力學(xué)性質(zhì)

粉土中的粉粒對(duì)工程性質(zhì)起著控制作用。其粒徑一般在0.075mm～0.005mm之間，多由含量≥60%的石英、長(zhǎng)石、云母組成，表面活動(dòng)性弱，但有一定的結(jié)構(gòu)性[3]。

2.1 壓縮性指標(biāo)

土的壓縮性是指土在靜力作用下體積縮小的特性，其不但與土的組成、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)等土的基本性質(zhì)有關(guān)，也與土的受力條件有關(guān)，一般以壓縮系數(shù)、壓縮模量表示[4]。天然砂質(zhì)粉土的壓縮性指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 天然砂質(zhì)粉土的壓縮性指標(biāo)

土層

壓縮系數(shù)av（MPa-1）

壓縮模量Es（MPa）

Ⅱ1砂質(zhì)粉土

0.104～0.274

6.25～17.66

Ⅱ2砂質(zhì)粉土

0.084～0.195

8.92～19.82

2.2 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

粉土的構(gòu)成特點(diǎn)是粒間的連接很弱，主要表現(xiàn)為物理連接，它對(duì)含水率非常敏感。土的抗剪強(qiáng)度是指土體抵抗剪切破壞的極限能力，其數(shù)值等于剪切破壞時(shí)滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力。場(chǎng)區(qū)粉土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 天然砂質(zhì)粉土的抗剪強(qiáng)度

土層

快剪

固結(jié)快剪

凝聚力C（kPa）

摩擦角φ（度）

凝聚力C（kPa）

摩擦角φ（度）

Ⅱ1砂質(zhì)粉土

8.0～12.5

27.0～31.6

10.2～18.8

30.3～32.8

Ⅱ2砂質(zhì)粉土

9.9～16.3

30.5～33.5

8.8～19.9

30.5～33.6

2.3 原位測(cè)試試驗(yàn)指標(biāo)

場(chǎng)區(qū)的粉土原位測(cè)試試驗(yàn)主要采用靜力觸探試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。天然砂質(zhì)粉土原位測(cè)試指標(biāo)見(jiàn)表4。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)可知，Ⅱ1砂質(zhì)粉土總體稍密，局部中密，Ⅱ2砂質(zhì)粉土一般中密，局部密實(shí)。

表4 天然砂質(zhì)粉土原位測(cè)試指標(biāo)

土層

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)

靜力觸探

擊數(shù)

錐尖阻力

MPa

側(cè)壁摩阻力

kPa

Ⅱ1砂質(zhì)粉土

7～17

0.59～9.24

9.55～98.10

Ⅱ2砂質(zhì)粉土

16～29

3.0～16.65

41.95～170.2

3 粉土的透水性

粉土的透水性一般以滲透系數(shù)K表示，物理意義為當(dāng)水力梯度等于1時(shí)的滲透速度。粉土的滲透系數(shù)一般采用室內(nèi)試驗(yàn)方法測(cè)定。天然粉土的滲透性見(jiàn)表5。

表5 天然砂質(zhì)粉土的滲透性指標(biāo)

土層

垂直滲透系數(shù)Kv

cm/s

垂直滲透系數(shù)Kv

cm/s

Ⅱ1砂質(zhì)粉土

2.27E-06～1.78E-04

1.47E-06～1.92E-04

Ⅱ2砂質(zhì)粉土

3.99E-06～1.62E-04

1.33E-05～1.41E-04

4 結(jié)論

本文針對(duì)紹興平原地區(qū)沖海積粉土進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試及室內(nèi)的土工試驗(yàn)分析，得出了其物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)及透水性等相關(guān)工程地質(zhì)特性，對(duì)該區(qū)域水利水電工程建設(shè)及路基、橋梁設(shè)計(jì)等具有實(shí)際意義。

參考文獻(xiàn)

[1]張芳. 紹興地區(qū)工程地質(zhì)特性及地基基礎(chǔ)方法調(diào)查研究[D]. 浙江大學(xué)碩士論文. 2005

[2]楊迎曉. 錢(qián)塘江沖海積粉土工程特性試驗(yàn)研究[D]. 浙江大學(xué)博士論文. 2011

[3]劉健，張?zhí)鞂?，謝媛. 錢(qián)塘江沿岸上部粉土的工程特性[J]. 公路，2011，8（8）：222-223.

[4]陳仲頤，周景星，王洪瑾. 土力學(xué)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2012

Abstract： Based on in-situ Measurement and laboratory soil test about silt soil from Shaoxing northern plain， the result shows that water content generally decreases， and density and porosity increase gradually with depth， compression modulus， shear strength and compactness increase gradually with depth.

Key words： silt，physical properties，mechanical properties，permeability

作者簡(jiǎn)介：陳亮（1985- ），男，助理工程師，任職于浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，目前主要從事水利水電工程地質(zhì)勘察及土工試驗(yàn)方面的工作。