黏粒含量对砂土抗剪强度影响的试验研讨

2020-06-24赵文丽

建材与装饰 2020年18期

赵文丽

（甘肃土木工程科学研究院有限公司，甘肃兰州 730020）

地震和强降雨都会引发滑坡灾害，我国不断提高经济发展速度，会大规模落实人工堆填和边坡开挖等工程，边坡土地包含砂粒、粉粒、黏粒物质，砂土的细粒量不同，其力学性质也会不同。勘察各地区地质，砂土黏粒含量关系到地震破坏程度，也关系到工程稳定性，因此需要深入研究砂土黏粒含量对于砂土抗剪强度的影响，结合试验结果有效防治地震地质灾害和滑坡灾害等。

1 分析粒度

粒度主要反映土体固相颗粒的粗细程度，粒度是土性的基本要素。粒度级配影响到土体的强度特性，本文试验砂土黏粒，通过分析粒度，确定土地固相颗粒的级配和大小，需要严格分析试验土样的粒度。

粉粒和砂粒具有性质具有很大的相似性，试验黏粒含量对砂土抗剪强度的影响，可以直接处理黏粒含量。本试验利用2500目石英砂作为黏粒，并且在砂土当中融入，在试验过程中，利用激光衍射技术测量粒度，激光束穿过颗粒过程中，可以测量散热光的强度，通过计算形成颗粒粒度分布的光谱图。激光衍射技术操作过程比较简单，同时结果具有较高的精确度。在试验过程中，分析砂土和2500目石英砂的力度，分析土的颗粒力度和粒径尺寸的关系，结合分析结果确定试验当中利用的粉砂作为砂土。

2 黏粒含量对砂土抗剪强度影响试验方案和结果

2.1 试验方案

利用直接剪切试验，在试验过程中，如果测力计的量表指针明显的回摆，可以明确试样已经被剪坏，可以利用电动装置均匀转动手轮。手轮转动一周之后，要及时将全数和计量表数据记录下来，确定试样被剪坏即可停止。

试验当中选择几种黏粒含量添加质量不同的砂土，作为土样进行实验，每组黏粒含量和土样干密度应该保持一致，避免干密度影响到实验结果。土样制作过程中，可以碾碎砂土，并且在烘箱当中彻底烘干砂土的水分，晾凉之后根据黏粒含量添加不同的2500目石英砂，通过均匀的搅拌，保证可以在砂土当中均匀分布黏粒，在直剪试验。

2.2 试验结果

试验当中如果利用烘干砂土，其黏聚力为0，如果添加了石英砂，最终粘聚力也是0，因此试验当中土样产生的抗剪力都是因为摩擦强度引起的。结合土样直剪试验结果，计算两组结果的平均值，最终可以获取内摩擦角，如表1所示。

3 分析黏粒含量对砂土抗剪强度的影响

砂土如果无黏性特征，砂土内摩擦角关系到抗剪强度，分散度不仅关系到砂土的内摩擦角，同时黏粒形状和粒度以及含量等都关系到内摩擦角的大小，结合试验结果，分析黏粒含量对砂土抗剪强度的影响，确定影响原因，在实际工程当中可以利用结论，使土地抗剪强度不断提高。

表1 土基本物性参数和直剪试验结果

根据上述实验可以确定，如果干密度和孔隙比条件相同，那么黏粒含量对砂土抗剪强度的影响并不单调，黏粒含量如果在7%之前，黏粒含量不断增加，内摩擦角会随之减少，如果黏粒含量达到7%以上，那么黏粒就会还逐渐增大内摩擦角，因此黏粒含量在7%左右，即可确定内摩擦角的最小值。砂土黏粒含量在3%~15%之间，其抗剪强度不会发生明显的变化，如果黏粒含量在15%以上，就会明显增强其抗剪强度，而且变化速度不断提高。

分析颗粒的微观结构，如果颗粒含量比较小，砂土存在黏粒，就会进一步发展孔压，砂砾会直接接触黏粒，胶结砂粒，可以发挥出润滑作用，在外力作用下，随着黏粒的作用，砂颗粒会发生滑移变化，从而逐渐减低抗剪强度。如果砂土具有较多的黏粒，砂粒会形成厚厚的黏粒层，可以调整砂粒的结构，形成土体骨架，对于砂颗粒可以起到稳定和镶嵌的作用，黏粒越来越多，就可以更加突出骨架的作用，同时可以提高内摩擦角的增大速度。

4 试验结论

砂土细粒量所含不同，也会发挥不同的力学性质，黏粒砂土具有一定的动力特性，有利于防止地震灾害和滑坡灾害。分散度不仅关系到内摩擦角，黏粒形状和粒度等都会影响到内摩擦角。粒度直接影响到土体的强度特性。含黏粒砂土抗剪强度和黏粒含量属于多项式关系，黏粒含量在7%之前，黏粒含量增加，内摩擦角会随之减小，超过了7%，黏粒含量减小，内摩擦角会随之增大。砂土黏粒含量比较低，黏粒会进一步发展孔压，发挥出一定润滑作用，降低抗剪强度，反之黏粒会发挥出土体骨架的作用，对于砂颗粒起到稳定和镶嵌的作用，提高整体土地的稳定性，使土体抗剪强度由此增加。