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广西花岗岩残积土强度与渗透性及工程应用研究

洪昌伟  
【摘要】:花岗岩残积土由于其强度较高常用于高速公路路基填方,但由于该土颗粒粒径较大、黏粒含量少导致该土具有较强的渗透性,填方完成后表面抗雨水冲刷的能力较差,影响填方工程质量。因此,通过掺加一定量粘土来改善其渗透特性,增加其表面抗雨水冲刷能力,可以获得较好的填方质量。通过对不同红粘土掺量下的花岗岩残积土进行筛分试验、渗透试验、强度试验以及相应条件下的SEM扫描电镜试验,从宏观和微观两方面研究不同黏粒含量花岗岩残积土的强度与渗透性能。主要进行了如下工作:(1)针对花岗岩残积土填方后表面容易被雨水冲刷的现象,掺加一定量的红粘土改良其土体性质。对不同黏粒掺量的改良土进行了变水头渗透试验,获得不同黏粒含量下改良土的渗透系数,发现渗透系数的大小随着黏粒含量的增加而缓慢减小。(2)通过对不同黏粒含量的花岗岩残积土进行SEM电镜扫描以及土体的颗粒分析,对比其渗透系数的变化进行研究认为:改良土的不均匀系数C_u随着黏粒含量的增加在不断增大,其渗透系数随着不均匀系数的增大在不断减小;花岗岩残积土的曲率系数C_c随黏粒含量的增加不断减小,其渗透系数随曲率系数的减小而减小;SEM结果表明随着不均匀系数增大和曲率系数的减小,含黏粒花岗岩残积土颗粒的粒径范围在逐渐增大,粒径种类也在逐渐增多,使其骨架颗粒间的孔隙得到有效填充,从而在一定程度上降低渗透性。(3)针对不同黏粒掺量花岗岩残积土,分别进行击实试验、无侧限抗压强度试验和渗透试验,研究不同黏粒含量对花岗岩残积土工程性质的影响。结果认为,花岗岩残积土中红粘土的最优掺量为40%,此时含黏粒花岗岩残积土的渗透系数为1.27×10~(-6)m·s~(-1),无侧限抗压强度为0.489Mpa;含黏粒花岗岩残积土地基的最佳压实度为96%。(4)以广西贵港至隆安高速GLC-TJ4合同段花岗岩残积土填方工程为例,进行了掺加黏粒改良花岗岩残积土路基填方的现场对比试验,验证了改良花岗岩残积土的最佳红粘土掺量,并对现场填方施工给出了一些具体建议。论文的研究成果对多雨地区花岗岩残积土填方工程具有很好的指导意义。


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