高含水量粘性土路基的冻融强度衰减规律

梁亚宁

(哈尔滨市市政工程设计院)

高含水量粘性土路基的冻融强度衰减规律

梁亚宁

(哈尔滨市市政工程设计院)

通过对黑龙江省和陕西省的高含水量粘性土路基的土样的室内冻融试验，总结出高含水量粘性土路基的冻融强度衰减规律。

高含水量;粘性土;冻融

1 冻融循环下强度衰减与土质特性的关系

针对绥北路1号土样进行的室内冻融循环试验，得到养生28 d石灰土的无侧限抗压强度与冻融循环次数的关系曲线见图1，其中未冻融循环的强度值为养生27 d+泡水1 d的试验值。从图中可以看出:

(1)经过1次冻融循环后强度衰减最大，之后逐渐减缓，至冻融循环4次后强度衰减基本稳定在50%。

(2)对于冻融循环后不泡水试验显示，强度衰减明显小于泡水试验，两者强度差距在30%以上，说明春融时路基排水条件对路基强度衰减有较大影响。

图1 无侧限抗压强度与冻融循环次数的关系

针对鸡讷路2#土进行的冻融循环试验，得到土的回弹模量与石灰剂量、制件压实度、冻融循环次数的关系图，见图2、图 3。

图2 不同石灰剂量下冻融循环次数与回弹模量关系

图3 不同压实度下冻融循环次数与回弹模量关系(鸡讷路2#土)

从图中可以看出:

(1)从回弹模量与石灰掺量关系看，石灰改良土对于强度提高有十分明显的作用，如4%掺量的石灰土回弹模量是素土的4倍。

(2)从回弹模量与冻融次数关系看，素土与石灰土表现出相似的强度衰减规律，第一次衰减率最大，之后逐渐趋缓，至6次循环后基本不变。

(3)从回弹模量与压实度、冻融次数关系看，压实度的提高对于回弹模量值提高有比较明显的作用，尤其体现在2%和4%掺量的石灰土，在素土中93%和96%压实度的土样回弹模量提高幅度不明显。

2 冻融循环下强度衰减与含水率的关系

针对陕西和黑龙江两个土样(土性指标见表1)进行的冻融循环试验，得到了不同制件含水率下素土的回弹模量与冻融次数的关系见图4，从图中可以看出:

(1)试件经冻融循环后，其回弹模量下降明显，下降程度以前3次最为明显，之后下降程度逐渐降低，到第6次冻融循环后回弹模量衰减基于趋于平稳，达到一个稳定的状态。以土样1含水率14%试件为例(图4a)，在第3次冻融循环后，土体回弹模量的衰减率达到28.6%。所有试件0～3次冻融循环后回弹模量的衰减程度均大于3～6次冻融循环后的衰减程度。

(2)回弹模量值随制件含水率增大而显著减小，但在冻融循环条件下回弹模量衰减率与制件含水率呈负相关关系，即制件含水率越小，回弹模量值冻融衰减率越大。

表1 试验土样土性指标

图4 回弹模量与冻融循环次数、含水率的关系曲线

试验表明，高含水量粘性土经石灰改良处治后，第一次冻融循环后土体的强度损失约1/3，之后逐渐趋缓，经过4次冻融循环，其强度衰减量基本稳定在50%左右，但融化阶段泡水状态强度衰减比不泡水状态有15%～20%的增加。工程调研显示，冻融循环下路基水分的迁移是路基强度衰减的主要因素，因此保持路基内湿度稳定的结构措施、填料控制、排水措施是减少路基强度衰减的关键。

［1］公路工程技术标准(JTG B01-2003)［S］.

［2］公路路基设计规范(JTG D30-2004)［S］.

U416.1

C

1008-3383(2014)03-0007-01

2013-12-22