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        機(jī)場跑道地層土分類定名

        2013-08-23 07:26:16
        山西建筑 2013年15期
        關(guān)鍵詞:層底粉土粉質(zhì)

        劉 洋

        (大連理工現(xiàn)代工程檢測有限公司,遼寧大連 116024)

        0 引言

        界限含水率試驗(yàn)是土工試驗(yàn)中應(yīng)用最廣泛、最常見的試驗(yàn)。土的液塑限指標(biāo)是確定土的承載力、細(xì)粒土填料分組的重要指標(biāo)。因此,正確確定土的液塑限指標(biāo)對地層土分類定名具有重要意義。

        某機(jī)場原址為養(yǎng)蝦池場地,對機(jī)場跑道地層土的分類定名是本文的主要內(nèi)容。在機(jī)場試驗(yàn)區(qū)段鉆取6孔,跑道中心線附近取6孔,鉆深10 m。本文以其中兩孔土樣為例。

        1 土類定名[1]

        粒徑大于0.075 mm的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量的50%,且塑性指數(shù)不大于10的土定名為粉土。塑性指數(shù)大于10的土應(yīng)定名為粘性土。粘性土應(yīng)根據(jù)塑性指數(shù)分為粉質(zhì)粘土和粘土。塑性指數(shù)大于10,且不大于17的土,應(yīng)定名為粉質(zhì)粘土;塑性指數(shù)大于17的土應(yīng)定名為粘土。塑性指數(shù)應(yīng)由相應(yīng)于76 g圓錐儀沉入土中深度為10 mm時(shí)的液限計(jì)算而得。

        土的鑒定應(yīng)在現(xiàn)場描述的基礎(chǔ)上,結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)的開土記錄和試驗(yàn)結(jié)果綜合確定。粉土宜描述顏色、包含物、濕度、密實(shí)度等;粘性土宜描述顏色、狀態(tài)、包含物、土的結(jié)構(gòu)等。

        2 場地地貌及底層結(jié)構(gòu)

        機(jī)場跑道目前基本上仍是養(yǎng)蝦池,地勢平坦,屬全新世后期淺海相沉積。根據(jù)12個(gè)孔的勘察取樣揭露,地層結(jié)構(gòu)從養(yǎng)蝦池底3.00 m高程以下依次為:

        ①淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土(Qm4):灰色~灰黑色,飽和~過飽和、流塑狀態(tài),含有大量有機(jī)質(zhì),有腥臭味,污手現(xiàn)象較嚴(yán)重。②粉質(zhì)粘土(Qm4):灰黑色,飽和,軟塑,局部呈可塑狀,切面稍有光澤,無搖振反應(yīng),韌性較高,含有貝殼碎屑,干強(qiáng)度中等,透水性低,2號,3號,6號孔缺失。層厚0.00 m ~1.00 m,層底標(biāo)高 -1.29 m ~0.46 m。③粉土(Qm4):灰黑色,很濕,飽和,軟塑,切面稍有光澤,搖振反應(yīng)迅速,韌性低,局部含有貝殼碎屑,干強(qiáng)度中等,層厚1.50 m ~4.00 m,層底標(biāo)高 - 4.75 m ~ 0.20 m。④粉質(zhì)粘土(Qm4):灰黑色,軟塑,切面稍有光澤,無搖振反應(yīng),韌性較高,干強(qiáng)度中等,層厚 0.50 m ~1.00 m,層底標(biāo)高 -6.83 m ~ -1.95 m。⑤粘土(Qapl3):黃褐色,呈硬可塑狀,切面稍有光澤,韌性中等,干強(qiáng)度高,此層未揭穿。

        3 檢測內(nèi)容及原理

        3.1 試樣含水率試驗(yàn)

        采用烘干法檢測試樣的含水率,取其代表性試樣15 g~30 g放入稱量盒內(nèi),蓋上盒蓋,稱量。準(zhǔn)確至0.01 g,打開盒蓋,將盒置于烘箱內(nèi),在100℃的恒溫下烘12 h,至試樣質(zhì)量不變?yōu)橹?。將稱量盒從烘箱中取出,蓋上盒蓋,放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫,稱干土質(zhì)量,準(zhǔn)確至0.01 g。

        其中,ω為含水率,%;m為濕土質(zhì)量,g;md為干土質(zhì)量,g。

        3.2 試樣顆粒級配試驗(yàn)

        采用篩分法檢測試樣的顆粒級配情況,按GB/T 50123-1999土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)表7.3.1規(guī)定,對每個(gè)試樣稱取300 g,置于盛水容器中充分?jǐn)嚢?,使試樣的粗?xì)顆粒完全分離,將容器中的試樣懸液過0.075 mm篩,計(jì)算出粒徑大于0.075 mm顆粒質(zhì)量占總質(zhì)量的百分含量[2]。

        3.3 液、塑性指數(shù)試驗(yàn)

        采用液、塑限聯(lián)合測定法檢測試樣的液、塑限指數(shù),將風(fēng)干土樣過0.5 mm篩后,噴灑配制一定含水率的土樣,然后裝入密閉玻璃廣口瓶內(nèi),潤濕一晝夜備用。將已制備好的土樣取出,放在搪瓷碗中加水或電吹風(fēng)吹掉部分水分調(diào)勻后,密實(shí)地裝入試樣杯中,高出試樣杯口的余土,用刮土刀刮平,隨即將試樣杯放在GYS-2數(shù)顯式土壤液塑限聯(lián)合測定儀升降底座上(如圖1所示)。接通電源,按下“開關(guān)”按鈕,在76 g錐體上抹一薄層凡士林,按下復(fù)零按鈕,轉(zhuǎn)動(dòng)升降座,待試樣杯上升到土面剛好與圓錐儀錐尖接觸時(shí),“接觸指示”紅燈亮,按“測量”按鈕,圓錐儀自由下落,歷時(shí)5 s,立即從讀數(shù)屏幕上讀出圓錐儀下沉深度h1。把升降座降下,細(xì)心取出試樣杯,剔除錐尖處含有凡士林的土,取出錐體附近的試樣不少于10 g放入稱量鋁盒內(nèi),稱量得質(zhì)量m1,并記下盒號,測定含水率。重復(fù)以上步驟,測試另兩個(gè)含水率土樣的圓錐入土深度h2,h3和含水率m2,m3。以含水率為橫坐標(biāo),圓錐入土深度為縱坐標(biāo),在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制關(guān)系曲線,三點(diǎn)應(yīng)在一直線上,如圖2所示中A線。當(dāng)三點(diǎn)不在一直線上時(shí),通過高含水率的點(diǎn)和其余兩點(diǎn)連成兩條直線,在下沉為2 mm處查得相應(yīng)的兩個(gè)含水率,當(dāng)兩個(gè)含水率的差值小于2%時(shí),應(yīng)以兩點(diǎn)含水率的平均值與高含水率的點(diǎn)連一直線,如圖2所示中B線,當(dāng)兩個(gè)含水率的差值不小于2%時(shí),應(yīng)重做試驗(yàn)。在含水率與圓錐下沉深度的關(guān)系圖上查得下沉深度為17 mm所對應(yīng)的含水率為液限,查得下沉深度為10 mm所對應(yīng)的含水率為10 mm液限(用此液限值計(jì)算的塑性指數(shù)來定名土的類別),查得下沉深度為2 mm所對應(yīng)的含水率為塑限,取值以百分?jǐn)?shù)表示,準(zhǔn)確至0.1%。

        圖1 液、塑限聯(lián)合測定儀

        塑性指數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算:

        其中,Ip為塑性指數(shù);wL為液限,%;wp為塑限,%。

        液性指數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算:

        其中,IL為液性指數(shù),計(jì)算至0.01;w為天然含水率。

        圖2 錐入深度與含水率關(guān)系曲線

        4 檢測結(jié)果

        結(jié)合篩分試驗(yàn)和液、塑限聯(lián)合試驗(yàn),1號,2號孔液、塑限錐入深度與含水率關(guān)系曲線圖如圖3,圖4所示。結(jié)合土工試驗(yàn)和地勘地質(zhì)描述,各孔地層結(jié)構(gòu)如下:

        1號孔自上而下依次為:粉質(zhì)粘土,層底標(biāo)高 -0.45 m~0.05 m;粉土,層底標(biāo)高 -1.95 m ~ -0.45 m;粉質(zhì)粘土,層底標(biāo)高-3.95 m~-1.95 m;粘土,此層未揭穿。2號孔自上而下依次為:粉土,層底標(biāo)高 -3.80 m ~0.20 m;粉質(zhì)粘土,層底標(biāo)高-4.30 m ~ -3.80 m;粘土,此層未揭穿。

        圖3 1號孔圓錐下沉深度與含水率關(guān)系曲線

        圖4 2號孔圓錐下沉深度與含水率關(guān)系曲線

        5 檢測結(jié)論

        粉土具有易液化的特性,在動(dòng)荷載作用下容易產(chǎn)生液化。為了確保某機(jī)場土層是否含有粉土,采用界限含水率和顆粒分析法進(jìn)行試驗(yàn),對某機(jī)場土層進(jìn)行分類定名。對存在粉土和粉質(zhì)粘土等易液化土層需要進(jìn)行處理。

        [1]GB 50021-2001,巖土工程勘察規(guī)范(2009版)[S].

        [2]GB/T 50123-1999,土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].

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