花岗岩残积土在土工试验中的问题

（广东省地质局第六地质大队 广东江门529040）

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本文主要对花岗岩残积土土木试验中需要探讨的几个指标问题，包括残积土的液性指数、密度、比重、颗粒分析及固结等方面。

花岗岩残积土土木试验问题

花岗岩在长期风化下会形成残积土。其颜色一般是红色、灰色、白色等，和一般性土比较，在物理力学性质方面有较大差异。一是含有较多的石英砾或者砂颗粒，含量最高达到70%，砾石颗粒最大直径有1~2cm；其次，含有较多的粘土颗粒[1]。因土中颗粒影响，采取常规试验法和指标，往往无法正确、全面、真实反映土的物理学性质，以致于性能评价有误。基于此，本文对土木试验中常用指标进行深入探讨。

1 残积土液性指数

通常对土的液性指数计算按以下公式进行：

IL＝W—Wp/WT—WP

其中，W表示土的天然含水率（%）；WT表示土的液限含水率（%）；Wp表示土的塑限含水率（%）。

在常规土木试验中，土的天然含水率应用全部原土来计算的，而液限含水率、塑限含水率等都是应用0.5mm筛选土得到的。在普通土中，粘性土粗粒量较少，可过0.5mm筛子的就是原土，因此，选用过筛土进行塑限和液限是可行的。但是对于颗粒量较多的花岗岩残土，通过筛后的土与原状土是存在较大差别的，如仍采取常规方法进行则它的液性指数就会出错。

在混杂土中，因细颗粒比表面积较大，且在矿物成分上也和粗颗粒有所差异，土中水分大部分集中于前者，所以颗粒稠度也会直接影响到土的物理性质[2]。所以，在土木试验中需要考虑细粒稠度，这就需要应用细粒成分的天然含水率。

本研究采用不同方法计算天然含水率的残积土稠度（表1和表2），对比不同方法的计算结果可以看出，将粗粒挑出后土的液性指标明显提高。此外，4、5号土样液性指数从0以下上升 到 0.70；第10-3号样品试验前后的结果无明显差异。可以看出，仅仅应用土细粒天然含水率才可计算真实、准确的稠度。

2 残积土的密度

表3 不同方法计算的容重比较（g/cm3）

通常对土的密度进行计算是采取环刀法。因花岗岩残积土含有大量的砾石，在开土中往往会使土样的表层不平，对土样侧面置入环刀时因颗粒阻挡而导致破坏，通常很难满足土木试验中有关在试验样品需填补时，填补那部分不得超环刀容积的1%[3]。为此，本文采用两种方法来求的花岗岩残积土的容重，一是常规环刀切样；二是将所取土样直接进行整体称重，即大体积法，两种方法测得的结果如表3。

从表3表数据看，环刀法计算的结果整体低于大体积法，对于粗粒少的残积土则无较大差距，所以需选用大体积法。对有些土样最好是采取腊封法，但选土体积不应偏小。采用大体积法要特别注意土的质量，必须明确是否有废土。

3 比重

因花岗岩残积土含有大量的粗粒，按照常规试验要求需要把2mm以上颗粒直接剔除。前文提到，颗粒粗细不同，矿物成分是也是有所差异的，而将砾级颗粒剔除后是否可表示整体土的比重，这是需要考虑到的问题。此外，选用经过2mm筛出的土应用煮沸法求比重时，因0.1mm以上颗粒含量较大，在煮沸过程中因跳动而易损失[4]。所以，本文选用长颈比重瓶法对经2mm筛出土和未通过筛选的土的比重进行比较分析，如表4。

表4 不同颗粒的比重对比

从表4看出，采取长颈比重法和常规煮沸法的结果无较大差异，且过筛和未过筛得到的结果也是无差异的。原因在于花岗岩残积土中的细粒成分主要是高岭土，它的比重和粗粒中的石英比重基本一致。

4 颗粒分析

大部分花岗岩残积土中的粗颗粒量较大，在进行颗粒分析时如采取常规干样筛查，那么会因为细粒会粘附在粗粒表层，难以分离，使得最终结果不准确。所以，可采取湿法进行颗粒分的土样置备，但不得锤碾土样，避免土中特殊颗粒受损。在应用湿法进行颗粒分析时，可向计算出土含水率，再计算出土干重，再对湿土进行直接筛洗，把得到的粗颗粒烘干后进行分析，细粒则用其他方法进行。

5 固结分析

前文说到在应用环刀区样时，因土的粗颗粒较多，所得到的土样表层会坑洼不平，会超出环刀容积1%。另外，有些土的砾级颗粒很较大，往往会顶住加压活塞而导致土样无法正常被固结。所以，采取常规环刀切样进行固结的最终结果和土的实际固结性质是不符的。如果基于固结模量层面分析，应是中等到高的固结性土，但基于变形模量分析，那么属于低固结性土。所以，在进行土的固结模量时应考虑到其实际承载力。当前,在土木试验中如何正确得到花岗岩残积土固结模量，尚无良好方法。有研究者提出采取大体积土进行固结试验，但因大体积土在获取上有较大难度，且室内试验操作与技术层面有困难，是不可行的。

[1]唐征宏.运用土工试验方法分析花岗岩残积土 [J].住宅与房地产，2016，06:202.

[2]刘建国.东莞市花岗岩类残积土物理力学特性 [J].铁道工程学报，2011，09:97-100+ 117.

花岗岩残积土在土工试验中的问题

■叶燕萍

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-10-338-1