（廣東省地質(zhì)局第六地質(zhì)大隊 廣東江門529040）

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本文主要對花崗巖殘積土土木試驗中需要探討的幾個指標(biāo)問題，包括殘積土的液性指數(shù)、密度、比重、顆粒分析及固結(jié)等方面。

花崗巖殘積土土木試驗問題

花崗巖在長期風(fēng)化下會形成殘積土。其顏色一般是紅色、灰色、白色等，和一般性土比較，在物理力學(xué)性質(zhì)方面有較大差異。一是含有較多的石英礫或者砂顆粒，含量最高達(dá)到70%，礫石顆粒最大直徑有1~2cm；其次，含有較多的粘土顆粒[1]。因土中顆粒影響，采取常規(guī)試驗法和指標(biāo)，往往無法正確、全面、真實反映土的物理學(xué)性質(zhì)，以致于性能評價有誤。基于此，本文對土木試驗中常用指標(biāo)進行深入探討。

1 殘積土液性指數(shù)

通常對土的液性指數(shù)計算按以下公式進行：

IL＝W—Wp/WT—WP

其中，W表示土的天然含水率（%）；WT表示土的液限含水率（%）；Wp表示土的塑限含水率（%）。

在常規(guī)土木試驗中，土的天然含水率應(yīng)用全部原土來計算的，而液限含水率、塑限含水率等都是應(yīng)用0.5mm篩選土得到的。在普通土中，粘性土粗粒量較少，可過0.5mm篩子的就是原土，因此，選用過篩土進行塑限和液限是可行的。但是對于顆粒量較多的花崗巖殘土，通過篩后的土與原狀土是存在較大差別的，如仍采取常規(guī)方法進行則它的液性指數(shù)就會出錯。

在混雜土中，因細(xì)顆粒比表面積較大，且在礦物成分上也和粗顆粒有所差異，土中水分大部分集中于前者，所以顆粒稠度也會直接影響到土的物理性質(zhì)[2]。所以，在土木試驗中需要考慮細(xì)粒稠度，這就需要應(yīng)用細(xì)粒成分的天然含水率。

本研究采用不同方法計算天然含水率的殘積土稠度（表1和表2），對比不同方法的計算結(jié)果可以看出，將粗粒挑出后土的液性指標(biāo)明顯提高。此外，4、5號土樣液性指數(shù)從0以下上升 到 0.70；第10-3號樣品試驗前后的結(jié)果無明顯差異?？梢钥闯?，僅僅應(yīng)用土細(xì)粒天然含水率才可計算真實、準(zhǔn)確的稠度。

2 殘積土的密度

表3 不同方法計算的容重比較（g/cm3）

通常對土的密度進行計算是采取環(huán)刀法。因花崗巖殘積土含有大量的礫石，在開土中往往會使土樣的表層不平，對土樣側(cè)面置入環(huán)刀時因顆粒阻擋而導(dǎo)致破壞，通常很難滿足土木試驗中有關(guān)在試驗樣品需填補時，填補那部分不得超環(huán)刀容積的1%[3]。為此，本文采用兩種方法來求的花崗巖殘積土的容重，一是常規(guī)環(huán)刀切樣；二是將所取土樣直接進行整體稱重，即大體積法，兩種方法測得的結(jié)果如表3。

從表3表數(shù)據(jù)看，環(huán)刀法計算的結(jié)果整體低于大體積法，對于粗粒少的殘積土則無較大差距，所以需選用大體積法。對有些土樣最好是采取臘封法，但選土體積不應(yīng)偏小。采用大體積法要特別注意土的質(zhì)量，必須明確是否有廢土。

3 比重

因花崗巖殘積土含有大量的粗粒，按照常規(guī)試驗要求需要把2mm以上顆粒直接剔除。前文提到，顆粒粗細(xì)不同，礦物成分是也是有所差異的，而將礫級顆粒剔除后是否可表示整體土的比重，這是需要考慮到的問題。此外，選用經(jīng)過2mm篩出的土應(yīng)用煮沸法求比重時，因0.1mm以上顆粒含量較大，在煮沸過程中因跳動而易損失[4]。所以，本文選用長頸比重瓶法對經(jīng)2mm篩出土和未通過篩選的土的比重進行比較分析，如表4。

表4 不同顆粒的比重對比

從表4看出，采取長頸比重法和常規(guī)煮沸法的結(jié)果無較大差異，且過篩和未過篩得到的結(jié)果也是無差異的。原因在于花崗巖殘積土中的細(xì)粒成分主要是高嶺土，它的比重和粗粒中的石英比重基本一致。

4 顆粒分析

大部分花崗巖殘積土中的粗顆粒量較大，在進行顆粒分析時如采取常規(guī)干樣篩查，那么會因為細(xì)粒會粘附在粗粒表層，難以分離，使得最終結(jié)果不準(zhǔn)確。所以，可采取濕法進行顆粒分的土樣置備，但不得錘碾土樣，避免土中特殊顆粒受損。在應(yīng)用濕法進行顆粒分析時，可向計算出土含水率，再計算出土干重，再對濕土進行直接篩洗，把得到的粗顆粒烘干后進行分析，細(xì)粒則用其他方法進行。

5 固結(jié)分析

前文說到在應(yīng)用環(huán)刀區(qū)樣時，因土的粗顆粒較多，所得到的土樣表層會坑洼不平，會超出環(huán)刀容積1%。另外，有些土的礫級顆粒很較大，往往會頂住加壓活塞而導(dǎo)致土樣無法正常被固結(jié)。所以，采取常規(guī)環(huán)刀切樣進行固結(jié)的最終結(jié)果和土的實際固結(jié)性質(zhì)是不符的。如果基于固結(jié)模量層面分析，應(yīng)是中等到高的固結(jié)性土，但基于變形模量分析，那么屬于低固結(jié)性土。所以，在進行土的固結(jié)模量時應(yīng)考慮到其實際承載力。當(dāng)前,在土木試驗中如何正確得到花崗巖殘積土固結(jié)模量，尚無良好方法。有研究者提出采取大體積土進行固結(jié)試驗，但因大體積土在獲取上有較大難度，且室內(nèi)試驗操作與技術(shù)層面有困難，是不可行的。

[1]唐征宏.運用土工試驗方法分析花崗巖殘積土 [J].住宅與房地產(chǎn)，2016，06:202.

[2]劉建國.東莞市花崗巖類殘積土物理力學(xué)特性 [J].鐵道工程學(xué)報，2011，09:97-100+ 117.

花崗巖殘積土在土工試驗中的問題

■葉燕萍

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-10-338-1