王國忠 付長江 張 巖

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 能源與交通工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特010018）

路基是路面結(jié)構(gòu)的重要支撐，路基的好壞直接影響到道路整體的穩(wěn)定性[1],在沙漠中修筑公路常常缺乏級配良好的路基填料，與隨處可見的儲量豐富的沙漠風(fēng)積沙形成對比，此外，采用風(fēng)積沙作為路基填料時將節(jié)省一定的時間及經(jīng)濟(jì)成本且具有較好的社會經(jīng)濟(jì)效益，因此有必要研究風(fēng)積沙的基本路用性[2-3]。

1 風(fēng)積沙的物理性質(zhì)

1.1 風(fēng)積沙密度試驗(yàn)

通過使用500ml 容量瓶測定風(fēng)積沙顆粒密度，試驗(yàn)結(jié)果如下表1，從表中可以得出風(fēng)積沙的密度值為2.643。

表1 風(fēng)積沙密度試驗(yàn)

1.2 風(fēng)積沙顆粒篩分試驗(yàn)

通過顆粒篩分試驗(yàn)確定庫布齊沙漠風(fēng)積沙級配狀況，試驗(yàn)結(jié)果為圖1，從圖中可以看出風(fēng)積沙的粒徑分布在0.25～0.074之間，且不均勻系數(shù)為Cu=1.7313＜5,曲率系數(shù)Cc=0.8621 不在1～3 之間，以上共同確定了風(fēng)積沙顆粒均勻且級配不良。

圖1 風(fēng)積沙級配曲線

1.3 風(fēng)積沙擊實(shí)試驗(yàn)

通過室內(nèi)重型與輕型兩種擊實(shí)試驗(yàn)確定風(fēng)積沙適合的擊實(shí)種類，并分析風(fēng)積沙的干密度與含水率之間關(guān)系，結(jié)果為圖2。從圖可得，重型擊實(shí)的偏“S”型與輕型擊實(shí)的“W”型相比更為穩(wěn)定且前者干密度值大于后者，重型擊實(shí)的最小最大干密度比值為96.55%，表明了風(fēng)積沙顆粒在實(shí)際施工時對含水率的要求不高且能取得較高的壓實(shí)度，這有利于在缺水的沙漠中進(jìn)行施工[4-5]。

圖2 輕型與重型擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果

2 風(fēng)積沙的抗剪強(qiáng)度

本文對庫布齊沙漠風(fēng)積沙分別進(jìn)行了三種不同含水率及壓實(shí)度下直剪試驗(yàn)，試驗(yàn)得出包括內(nèi)摩擦角值和粘結(jié)力值兩種抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，在試驗(yàn)中得出內(nèi)摩擦角值在29.592-32.8410之間，粘結(jié)力值在0.665-31.54kpa 之間，以此繪制圖3。從圖上方可以看出含水率不變時壓實(shí)度越高內(nèi)摩擦角值越大，含水率值不變時內(nèi)摩擦角先降低后增大，表明了內(nèi)摩擦角值與壓實(shí)度關(guān)系呈正相關(guān)；從圖下方粘結(jié)力曲線呈“凸”型表明粘結(jié)力與含水率關(guān)系較大且粘結(jié)力隨含水率的增大先升高后降低，并且從初值含水率接近0 可以得出，風(fēng)積沙的粘結(jié)力是因水引起的，同時表明風(fēng)積沙干燥時無粘性或具有較低粘性[6]。

圖3 直剪試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

庫布齊沙漠風(fēng)積沙密度約為2.643，顆粒均勻且級配較差，擊實(shí)種類適合重型擊實(shí)且雙峰曲線最小最大干密度值比為96.55%，表明風(fēng)積沙在非最佳含水率進(jìn)行施工時亦具有較高的壓實(shí)度，適合在干燥少水的沙漠環(huán)境下進(jìn)行壓實(shí)；經(jīng)直剪試驗(yàn)得出風(fēng)積沙的內(nèi)摩擦角值為29～33°之間且與壓實(shí)度隨壓實(shí)度升高而增大，粘結(jié)力與水含水量密切相關(guān)，且干燥風(fēng)積沙自身含較低粘結(jié)力。