G323 国道改造工程花岗岩类风化土体性质研究

黄少强

(清远市公路管理局，广东清远 511510)

G323 国道改造工程吉田镇至鹰阳关段基岩主要为花岗岩、花岗闪长岩，灰白－浅灰色为主，中细粒、中粗粒结构，夹有走向与线路方向大角度相交、近于直立的石英脉体。加上湿润多雨的气候特点，形成了较厚的全强风化土体，全强风化花岗岩揭露厚度大，最大可达40～50 m，黄棕色－紫红色，局部黄灰黑色;全风化花岗闪长岩多呈肉红色－灰黑片麻色，厚度2～20 m。从而导致沿线出露了大量的花岗岩类风化土体边坡，其稳定性如何，应采用何种加固措施，均与土体性质有着非常密切的关系。而且，沿线的刷方土体多用于路基的填筑，填筑效果也与土体性质有着至关重要的关系。所以，本文采取吉田镇至鹰阳关段花岗岩风化土体试样，进行了系统的物理力学试验研究，为上述问题提供参数支持。

1 土体类型

为了确定土体类型，进行了土的颗粒分析试验，所取土样岩体结构基本被破坏，矿物晶体外部风化变质，晶体颗粒彼此接触紧密，具有不同程度的胶结和粘结，外观仍具有一定的整体性，残留有大量未风化的石英颗粒，颗粒多具有棱角且彼此镶嵌紧密，具有一定咬合力(或具有不同程度的结晶连接力)，咬合力的大小与颗粒本身风化残余强度有关［1］、［2］，开挖时很少成块体。

试验按公路土工试验规程(JTJ－051－93)的要求进行，共进行两组平行试验，试验结果如图1 和图2 所示。由图可知，两组试验所得结果一致。根据上述试验规程中土的定名法则，由级配曲线可判断该土为中砂。

图1 试样1 颗粒级配曲线

图2 试样2 颗粒级配曲线

土性指标如下:

不均匀系数Cu=0.35/0.013=26.92

曲率系数Cc=0.12×0.12/(0.35×0.13)=3.17

可见，该土的级配良好，中间粒径颗粒偏多，说明该土样风化比较完全，透水良好，适宜做路基填料。

2 最大干密度和最优含水量

最大干密度和最优含水量是控制其作为路基填料的重要指标，为了确定最大干密度和最优含水量，采取五组试样，进行轻型击实试验，按《公路土工试验规程》(JTJ 051－93)中的相关要求进行，试验结果如图3 所示。由图可知，最大干密度1.77，最佳含水率13.3%。可见，如果采用刷方土体直接进行路基填筑，应将碾压含水量控制在13%左右。

图3 试验土体的击实曲线

3 抗剪强度及其随含水量的变化

土体抗剪强度是随着土体含水量的变化而变化的，这也正是边坡在雨季易于失稳的重要原因。为此，进行了五种含水量状况下的土体不固结不排水直快剪试验，试验按《公路土工试验规程》(JTJ 051－93)中的相关规定进行，试样由上述击实试样用剪切环刀剥制而成，试验结果如图4。

图4 抗剪强度指标随含水量的变化曲线

由图4可知，该类土的粘聚力随含水量的增加而增大(但增大到一定程度后，将会随着含水量的进一步增大而减小)，摩擦角随含水量的增加而减小。

4 结论

(1)G323 国道花岗岩类全强风化土按颗粒级配命名，属中～砂，拥有良好的颗粒级配、干密度大，抗剪强度高等优点，是理想的填筑土料。

(2)由于土体抗剪强度较大，该类土构成的路堑边坡可进行陡开挖、强支护的设计思路进行设计。

(3)由击实试验可知，该类土作为路基填料时，易将其辗压含水量控制在13%左右，此时可保证较高的压实度。

［1］陈洪江.花岗岩类全风化带的工程地质特性［J］.港工技术，1995(3)

［2］赵晓彦.花岗岩类土质边坡特性及锚固设计研究［D］.成都:西南交通大学，2005