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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
关键词:黏粒砂土摩擦角

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。

5 结束语

我国土地资源丰富,很多地区频发地震灾害,有那种影响到建筑物和地基,因此我国需要改善砂土的抗液化能力,明确黏粒含量对砂土抗剪强度的影响,确定影响因素,利用黏粒含量的作用,提高土体抗剪强度,在相关建筑工程当中利用黏粒含量对砂土抗剪强度的影响因素,降低自然灾害对于人类生活生产的影响,保障经济稳定的发展。

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