蘭澤鑫

【摘要】對于花崗巖殘積土重塑土，其崩解過程大致經(jīng)歷兩個階段，即初始階段的快速崩解，后期階段的慢速崩解，即崩解曲線為一拋物線形的曲線。最初含水量在一定程度上能加速土體的崩解，但存在崩解最大含水量；壓實度越大，崩解速率越快；飽和度能有效的抑制土體的崩解，降低土體的崩解速率。

【關鍵詞】殘積土；重塑土；崩解

1. 引言

土由于浸水而發(fā)生碎裂，散體的現(xiàn)象，稱為崩解性。崩解是由于土體沒入水中后，水進入孔隙或裂隙中的情況不平衡，引起粒間擴散層增厚的速度也不平衡，以致粒間斥力超過吸力的情況也不平衡，產(chǎn)生應力集中，使土體沿著斥力超過吸力最大的面崩落下來[1]。

目前，土的崩解性試驗研究，特別是花崗巖殘積土的崩解性試驗研究尚處于初步探討階段，而崩解試驗的定性分析及定量測試尚無統(tǒng)一的認識標準。為了更深入的認識花崗巖殘積土的崩解機理及其影響因素，本文主要是在前人研究的基礎上，對現(xiàn)有的花崗巖殘積土崩解試驗方法及崩解特性進行分析總結(jié)，探討花崗巖殘積土的崩解機理。

2. 現(xiàn)階段花崗巖殘積土崩解效應試驗研究狀況

簡文彬[2]等針對福州盆地邊緣風化剝蝕花崗巖殘丘鉆孔中的土樣進行了定量崩解試驗研究。取原狀土，用削土刀取邊長為50mm的立方體試樣，將試樣放在網(wǎng)板中央，網(wǎng)板掛在浮筒下，手持浮筒上端，勻速地將試樣浸入水槽中。

吳能森[3]等對取至京福高速公路南平連接線花崗巖殘積土進行了定性崩解試驗研究，針對應力卸荷、失水干縮、飽和軟化等擾動因素制作了7個試樣，觀察它們在靜水中的崩解現(xiàn)象，以期定性分析不同擾動因素和擾動程度對其崩解性的影響。

張抒[4]等人以廣州地區(qū)花崗巖殘積砂土擾動樣為主要研究對象，針對不同擾動狀態(tài)、不同壓實度、不同含水量以及不同的水溫進行了52組崩解試驗，來探究花崗巖殘積土的不同狀態(tài)對崩解性的影響。

3. 花崗巖殘積土室內(nèi)崩解試驗

3.1試驗裝置

根據(jù)試驗原理和試驗目的，設計了如圖1所示的崩解試驗設備。其中玻璃器皿長500mm，寬290mm，高290mm，裝滿水，3個試樣同時放在一個長為450mm，寬為250mm的鐵絲網(wǎng)上，鐵絲網(wǎng)用直徑約為2mm的鐵絲織成，網(wǎng)格約為10mm 200mm，兩端用掛鉤牢牢扣住。

以深圳地區(qū)花崗巖殘積土擾動樣為主要研究對象，土樣經(jīng)風干碾碎后過5mm的篩，制樣含水量控制為最優(yōu)含水量，干密度根據(jù)壓實度控制，以最大干密度為壓實標準，制成標準環(huán)刀重塑樣。本次崩解試驗所用的環(huán)刀規(guī)格為直徑61.8mm，高度為20mm，體積為V=60cm3標準環(huán)刀。

3.2 崩解試驗結(jié)果

根據(jù)所設定的試驗方案，對配置的花崗巖殘積土重塑土樣進行了2組平行試驗，記錄各試樣在靜水浸泡環(huán)境狀態(tài)下完全崩解的歷時，并仔細觀察試樣在崩解進程中的變化情況。經(jīng)過試驗，2組試驗的崩解情況基本相同，選取其中一組試樣進行說明，各試樣情況及完全崩解時間見表1。

4. 崩解試驗結(jié)果分析

4.1 含水量對花崗巖殘積土崩解性影響分析

本次試驗進行了不同含水量對花崗巖殘積土的崩解性影響分析，壓實度100%的不同含水量配比試樣的崩解過程，崩解速度（完全崩解平均速度）也越大。同時通過試驗結(jié)果表明，當含水量增加到34%時，試樣崩解速度很小，基本沒有崩解性。當擊實含水率大于最優(yōu)含水率時，土體的可塑性較好，空隙尺寸小且分布均勻。使得試樣的進氣值較大，水分不容易排出[5， 6]。

4.2壓實度對花崗巖殘積土崩解性影響分析

圖2、圖3分別是非飽和狀態(tài)和飽和狀態(tài)下相同含水量不同壓實度試樣的其中某一時刻崩解狀態(tài)圖，從圖中我們可以清楚的看出試樣壓實度越大，崩解量越少，崩解速度越慢，同時由上表可知壓實度越大，崩解完成時間也越來越長?？傊?，花崗巖殘積土崩解速度在相同含水量狀態(tài)下，隨著土體壓實度的增大而呈減小的趨勢。

4.3飽和度對花崗巖殘積土崩解性影響分析

水的滲入是土體崩解的必要條件，用基質(zhì)吸力可以導出許多非飽和土滲透系數(shù)的半經(jīng)驗公式。各種半經(jīng)驗公式表明，非飽和土的滲透系數(shù)隨基質(zhì)吸力的增大而增大[7]。試驗結(jié)果表明，水入滲的速度越快，土樣內(nèi)部氣體的壓力來不及釋放，擠出作用越劇烈，形成的氣泡對土樣外層土體的壓力也越大，從而崩解速度越快。

5. 結(jié)論

1）花崗巖殘積土重塑土樣在浸水崩解的過程中，其崩解過程大致經(jīng)歷兩個階段，即初始階段的快速崩解，后期階段的慢速崩解。其中各階段的相對持續(xù)時間因試樣的飽和度不同而有較大差異。

2）花崗巖殘積土含水狀態(tài)不同（含水量或飽和度），土體的崩解速度存在明顯差異。最初含水量在一定程度上能加速土體的崩解，但存在崩解最大含水量；飽和度能有效的抑制土體的崩解，降低土體的崩解速度。

3）花崗巖殘積土的抗水性能較差，易軟化崩解。因而在花崗巖殘積土的邊坡、基坑等開挖工程活動中，應及時做好防排水工作，對花崗巖殘積土的崩解應予以足夠重視，并采取相應的防護措施。

參考文獻

[1] 孔憲立.工程地質(zhì)學.北京：中國建筑工業(yè)出版社.2001.

[2] 簡文彬，陳文慶，鄭登賢.花崗巖殘積土的崩解試驗研究.中國土木工程學會第九屆土力學及巖土工程學術會議論文集.北京：建筑工業(yè)出版社，2003.

[3] 吳能森.2005，土的結(jié)構(gòu)性損傷及損傷模型問題探討.福建工程學院學報，3（1）：21～23，37.

[4] 張抒.廣州地區(qū)花崗巖殘積土崩解特性研究：[碩士學位論文].中國地質(zhì)大學，2009：33～34

[5] 王成華，李廣信.土體應力—應變關系轉(zhuǎn)型問題分析[J].巖土力學， 2004， 25（8）

[6] 伊盼盼. 干密度和初始含水率對非飽和重塑粉土土水特征曲線的影響.水文地質(zhì)工程地質(zhì).2012，39（1）：42～46

[7] 曾朋. 花崗巖殘積土的壓實特性及崩解特性研究. [碩士學位論文]. 華南理工大學. 2012