不同标准下昔格达土固结试验结果对比分析

(攀枝花学院土木与建筑工程学院 四川 攀枝花 617000)

一、引言

昔格达组是攀西地区晚新生代标志性地层，主要发育于安宁河、大渡河、金沙江渡口段、雅砻江等河谷及其两侧支流谷地中[1]。攀西(攀枝花、西昌)地区的昔格达组底层分布广泛，呈松散或未固结的半呈岩状态，顶部已分散成壤，因此被岩土工程专家称为昔格达土或昔格达组黏土[2]。昔格达土对水的灵敏度特别高，干时坚硬，遇水迅速崩解，几乎完全丧失强度。它似岩非岩，似土非土，极易发生滑坡[3]。

固结是指在固定荷载或冲击荷载等其他因素作用下，土体颗粒重新排列，土体间的孔隙、水分逐渐排出、体积压缩、密度增大的现象，对于土体固结实验常采用的方法是快速固结法。而固结分为快速固结与标准固结，这两种固结的原理相近，但在固结的时间以及顺序上有一定的差异性，其最终的实验数据也会有偏差。本次试验以昔格达土为研究对象，就快速固结与标准固结这两种不同固结方法研究了其实验结果的差异性和关联性。

二、试验

(一)试验方案设计

制备4种不同含水率、总共32个昔格达土固结试件，含水率分别为19%、21%、23%、25%[4]，每个含水率下做8个试样，其中4个做快速固结试验，剩下4个做标准固结试验，比较这两种不同固结方法下固结系数的差异性。

(二)试件的制作及具体试验

试验在攀枝花学院土工实验室进行，将昔格达土过0.5毫米的筛进行筛分，然后将筛选出来的土置于烘箱内，在105～110℃的恒温下烘至恒重，时间不得少于24h，保证除去土中水分。然后按试验方案及土工试验标准制备试件，放入气压固结仪中进行试验并采集数据。

三、试验结果与分析

由试验所采集的土样使用不同固结方法在不同压强下对应的沉降量进行计算分析，得到了昔格达土的初始孔隙率、固结后孔隙率、固结系数。由计算出的数据对其进行了分析。

表1 含水率为19%的昔格达土固结系数

试验表明昔格达土在含水率为19%的状态下，快速固结得到的固结系数与标准固结相比较要大，说明了土体试样在快速固结后仍有可被压缩空间，并且当压强越小固结系数差值越大，说明试样可再压缩空间也越大。

表2 含水率为21%的昔格达土固结系数

试验表明昔格达土在含水率为21%的状态下，快速固结得到的固结系数与标准固结相比仍有差值，说明了土体试样在快速固结后仍可被压缩。

表3 含水率为23%的昔格达土固结系数

试验表明昔格达土在含水率为23%的状态下，快速固结得到的固结系数与标准固结相比较大，说明了土体试样在快速固结后仍有可被压缩空间。当压强继续增大时，土体试样的固结系数变化不大，说明土体的可再被压缩空间变化不大。

表4 含水率为25%的昔格达土固结系数

试验表明昔格达土在含水率为25%的状态下，快速固结得到的固结系数与标准固结相比初期较大，说明了土体试样在快速固结后仍有可被压缩空间。但在200MPa阶段，土体的标准固结系数大于快速固结的固结系数，说明了土体在25%含水率状态下，在此阶段具有一定的回弹性。最后在300MPa时，两者的固结系数差异不大，说明土体趋于密实。

四、结论

通过一系列试验研究了昔格达土在不同含水率、不同固结方法下的固结表现。试验结果表明：

(1)昔格达土的含水率在一定范围内，随着含水率的升高，其压缩量也随之增大，并且快速固结与标准固结得到的实验结果随含水率的增大而更加接近。

(2)昔格达土在不同强度的荷载下，其快速固结处理结果与标准固结处理结果存在一定的差异性。在较小的压强下快速固结的沉降量明显小于标准固结的沉降量，这说明在固结压强较小时，土体中有一定量的的液相、气相会被排出，但排出速率较小，完成这一过程需要一定的时间。而在较大的压强下，土体中的液相、气相的排出量会增大，同时排出速率也会得到提高。

(3)通过对不同含水率下昔格达土的固结试验研究表明：当含水率越接近最优含水率，土体在不同的固结方法下的沉降量差异越小，说明土体中固体与液相处于合理比例时，其液相、气相的排出速率会得到一定的提高。