六盘水地区玄武岩风化土物理力学性质分析

刘娇+粟梅+张卫华+高倩+顾宁+杨奇龙

摘 要：玄武岩风化土在贵州西南地区广泛分布，随着经济的快速发展，在玄武岩风化土地区修建高速公路、高速铁路等工程项目将日益增多，为了了解玄武岩风化土地区的土体工程性质是否能满足强度和变形方面的要求。针对玄武岩风化土的工程特性，进行了液塑限、饱和密度（ρsat）和含水率、抗剪强度、固结试验等多次物理力学性能试验，并对其实验结果进行分析，对其工程建筑提出相应意见，以此作为工程建筑理论支持。

关键词：玄武岩风化土；物理力学性质；含水率；压缩性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.086

0 前言

玄武岩在贵州地区广泛分布，尤其在六盘水地区分布尤为明显。六盘水作为贵州地区经济发展迅速的城市，基础建设是经济发展不可或缺的一部分，而在玄武岩风化土地区建筑是必不可少的，研究表明，土质地基的稳定性在绝大部分情况下取决于土的抗剪强度指标以及压缩性，在现阶段针对玄武岩风化土强度特性的研究文献较为匮乏，所以我们为了更加全面综合获取该地区玄武岩风化土的抗剪强度指标以及压缩系数，因此进行了室内直接剪切试验以及室内固结排水试验等一系列土工试验，分析玄武岩风化土的抗剪强度以及压缩系数变化规律，得出相关数据资料，希望本次研究成果能够作为当地施工设计的参考资料。

1 玄武岩风化土物理性质研究

1.1 液塑限

按照《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中粘性土分类标准，对六盘水地区的玄武岩风化土进行液塑限试验，结果见表1。根据实验数据分析得出结果表明此地区的玄武岩风化土液限高，平均塑性指数介于10～17属于粉质粘土。

塑性指數与粘粒的含量有关（其中A为强风化土、B为中风化土，下同）。

粘粒含量愈高，亲水性矿物愈多，则土粒持水量就相应增加，塑性指数也就越大。

1.2 土的饱和密度（ρsat）和含水率

依据《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）中粘质土的饱和密度和含水率的测量方法，通过多次室内试验测得试验结果见表2。

试验后分析试验数据可以看出六盘水地区玄武岩风化土的含水率是比较高的，且六盘水地区的气候常年多雨潮湿，这使得玄武岩风化土土体的强度降低。含水率作为影响玄武岩风化土强度的一个重要指标，其变化对土体的整体抗剪强度影响较大。这主要是由于玄武岩风化土对水的作用非常敏感，遇水作用后其强度下降很快，这一特性对边坡稳定性来说非常不利。可知在降雨作用下，边坡土体抗剪强度会明显降低，严重影响其稳定性。

2 玄武岩风化土的力学性质研究

2.1 抗剪强度

根据《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）中粘质土的快剪试验方法实验测得玄武岩风风化土的C（粘聚力）和Φ（内摩擦角）值，实验结果。直接剪切试验能较好地反映土体强度，其抗剪强度指标的差异与土体天然密度、孔隙度、粘土矿物、团粒及原生结构等因素密切相关。为了选取准确可靠的强度指标来指导工程实践活动，必须综合考虑土体的室内土工试验和原位推剪试验，结合工程经验，合理地使用强度参数。

2.2 固结试验

依据《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）中粘质土固结试验，利用固结仪进行固结试验，从而得出其压缩系数和压缩模量。实验数据如表3所示。

分析实验数据可得出该种玄武岩风化土属于中压缩性土，压缩性偏高，这些性质对于各种工程来说都是不利的，但可以通过置换、排水固结、振密挤密等地基处理方法进行处理。

3 结语

通过对六盘水地区玄武岩风化土进行的物理力学室内试验，探究并讨论了玄武岩风化土在各种强度下的应力应变曲线关系和抗剪强度指标，根据一系列实验结果对比分析，主要总结出以下结论：

（1）六盘水地区玄武岩风化土的含水率偏高，导致土的强度降低。（2）六盘水特殊的气候特征导致该地区玄武岩风化土的风化程度严重，土体压缩性较高，易固结，土体稳定性差 。（3）室内试验分析中等风化和强风化土的土体强度，其强度指标的差异主要与土体天然密度、孔隙比、含水率等因素有关。（4）通过一系列室内土工试验结果数据分析表明，六盘水地区的玄武岩风化土整体为强风化土以及中风化土分布，在大部分地区的土体强度低，含水率高以及高压缩性对于该地区建设发展有一定的影响。

参考文献：

[1]王参松，雷学文，孟庆山，杨希.贵州红棕色玄武岩风化土强度试验研究[J].

[2]郭玉民，姜文晓.粉土的物理力学性质研究[J].

[3]刘政.贵州某高速公路风华玄武岩类土质边坡稳定性分析[J].

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