熊 崢

(海南省公路勘察設(shè)計(jì)院，海南 ?？?570206)

0 引言

花崗巖殘積土是花崗巖經(jīng)物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化后殘留在原地的第四紀(jì)松散堆積物。20世紀(jì)80年代之前，國(guó)內(nèi)主要將花崗巖殘積土作為黏性土或紅土進(jìn)行研究[1-3]。隨著工程建設(shè)的開展，發(fā)現(xiàn)花崗巖殘積土表現(xiàn)出來的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和工程特性比較異常，既不同于一般的黏性土，又不同于紅土，逐漸將花崗巖殘積土作為單獨(dú)的一類特殊土進(jìn)行研究，對(duì)花崗巖殘積土的分類、結(jié)構(gòu)性問題以及試驗(yàn)方法、參數(shù)取值等進(jìn)行了較為深入的研究[4-7]。

花崗巖殘積土中保留了較多的石英顆粒，因此，其抗剪強(qiáng)度參數(shù)兼具一般黏性土和砂土的性質(zhì)。本文對(duì)海南中線高速公路屯昌至瓊中段花崗巖殘積土直接快剪試驗(yàn)成果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，重點(diǎn)關(guān)注土中粗粒含量對(duì)其抗剪強(qiáng)度參數(shù)的影響，提出適用于海南島花崗巖殘積土的抗剪強(qiáng)度(直接快剪)參數(shù)回歸公式，并以海南省萬寧至洋浦高速公路試驗(yàn)成果對(duì)公式進(jìn)行驗(yàn)證。

1 花崗巖殘積土的分類

根據(jù)顆粒組成，花崗巖殘積土按表1進(jìn)行分類[8]。該規(guī)范將大于2 mm的顆粒含量作為分類指標(biāo)。

表1 花崗巖殘積土分類

2 海南島花崗巖殘積土的粒度成分

表2為海南中線高速公路(G9811)屯昌至瓊中段花崗巖殘積土粒度平均組成情況。花崗巖殘積土的粒度分布呈現(xiàn)“粗細(xì)均衡”的分布特征，粗顆粒(粒徑≥0.075 mm)與細(xì)顆粒(粒徑<0.075 mm)的含量基本相當(dāng)。這樣粒度組成及化學(xué)成分，決定了花崗巖殘積土的組構(gòu)：由粗顆粒構(gòu)成土骨架，粗顆粒之間主要由游離氧化物包裹及填充實(shí)現(xiàn)聯(lián)結(jié)，還有部分來自原巖礦物晶粒間的殘存聯(lián)結(jié)，孔隙比較大。

表2 花崗巖殘積土顆粒分析結(jié)果

3 粒度成分對(duì)抗剪強(qiáng)度參數(shù)的影響

圖1～圖8是粘聚力c及內(nèi)摩擦角φ與各粒組累計(jì)含量的關(guān)系散點(diǎn)圖，由圖1～圖8可見:

1)c及φ與大于0.075 mm,0.25 mm及0.5 mm的顆粒累計(jì)含量ρ0.075,ρ0.25及ρ0.5無相關(guān)性。

2)c及φ與大于2 mm的顆粒累計(jì)含量ρ2具有線性相關(guān)性，其趨勢(shì)在ρ2含量20%處發(fā)生突變。

3)以上統(tǒng)計(jì)規(guī)律證明，大于2 mm的顆粒對(duì)花崗巖殘積土抗剪強(qiáng)度參數(shù)有實(shí)質(zhì)性的影響，且其含量20%是影響抗剪強(qiáng)度參數(shù)的突變點(diǎn)。這一結(jié)果與文獻(xiàn)[8]中按照2 mm顆粒含量且以含量20%對(duì)花崗巖殘積土進(jìn)行分類是一致的。

4)c及φ與ρ2回歸公式如式(1)，式(2)所示。

(1)

(2)

4 工程運(yùn)用

將式(1)及式(2)用于海南省萬寧至洋浦高速公路工可階段深挖路塹段花崗巖殘積土直接快剪參數(shù)估計(jì)，并與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，限于篇幅，列出部分結(jié)果如圖9，圖10所示?？梢姡囼?yàn)值與回歸值較為接近。

5 結(jié)語(yǔ)

通過以上分析可以得出以下結(jié)論：

1)花崗巖殘積土的微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其強(qiáng)度性質(zhì)與土中粗顆粒含量直接相關(guān)。

2)花崗巖殘積土中大于2 mm的顆粒含量與其抗剪強(qiáng)度參數(shù)(直接快剪)具有線性相關(guān)性，且顆粒含量以20%為分界點(diǎn)。

3)通過工程驗(yàn)證，本文提出的回歸公式可用于海南島花崗巖殘積土直接快剪強(qiáng)度參數(shù)的估計(jì)。

[1] 高國(guó)瑞.中國(guó)紅土的微結(jié)構(gòu)和工程性質(zhì)[J].巖土工程學(xué)報(bào),1985,7(5):10-21.

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[3] 左 權(quán),王 清,唐大雄.華南湘贛粵地區(qū)紅土層殘積紅土的工程地質(zhì)研究[J].長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào),1994,24(1):70-76.

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[8] JTG C20—2011，公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].