黄 丽 华
(河西学院土木工程学院,甘肃 张掖 734000)
我国的下蜀土广泛分布于长江中下游地区的岗地、丘陵等地貌单元中[1],位置大都位于黄土和红土间的过渡带,它们所含的主要黏土矿物成分(高岭石和伊利石)基本相同,并且具有不同程度的胀缩性[2]。每年雨季,镇江地区的下蜀土边坡常会发生一定的滑塌,可见,镇江地区的下蜀土具有水敏感性。目前为止,有关下蜀土的研究主要选取的是南京地区的下蜀土[3,4],但关于镇江地区下蜀土的水敏感性分析较少。因此,应加强镇江地区下蜀土水敏性的理论探讨与试验研究。本文对取自镇江跑马山边坡的下蜀土进行了水敏感性试验,得到了些有益工程的结论。研究结论为镇江地区下蜀土边坡的稳定性分析奠定了基础,具有工程实际意义。
本文试验中的下蜀土取自镇江跑马山边坡。镇江跑马山下蜀土的粒组成分如表1所示。由表1可知,土样中粒径小于0.075 mm的细粒组含量占80.6%。通过常规的土工实验,土样的其他主要指标如下:液限为30.7%,塑限为18.4%,塑限指数为12.3。按照国家标准[5],所用镇江跑马山下蜀土为粉质黏土。
表1 镇江跑马山下蜀土的颗粒组成
下蜀土的制样干密度取1.60 g/cm3,控制试样的含水率分别为12.1%,14.3%,13.8%,15.7%,17.2%,18.0%,18.9%,19.5%,20.9%,22.0%,每个含水率组制备4个试样。试验所采用的上覆压力分别为100 kPa,200 kPa,300 kPa和400 kPa。不同含水率下下蜀土的抗剪强度指标如表2所示。
表2 不同含水率下下蜀土的抗剪强度指标
不同含水率下下蜀土的黏聚力曲线如图1所示。从含水率对下蜀土黏聚力的影响曲线中可以看出,随着含水率的增加,下蜀土的黏聚力呈减小趋势。下蜀土的黏聚力与含水率之间关系近似用线性函数表示为:
c=72.76-1.44w,12≤w≤22
(1)
其中,c为黏聚力,kPa;w为含水率,%。
不同含水率下下蜀土的内摩擦角曲线如图2所示。从含水率对下蜀土内摩擦角的影响曲线中可以看出,含水率对下蜀土的内摩擦角影响较大。下蜀土的内摩擦角与含水率之间的关系近似用二次函数表示为:
φ=12.88+3.39w-0.16w2,12≤w≤22
(2)
其中,φ为内摩擦角,(°);w为含水率,%。
不同上覆压力及含水率下下蜀土的抗剪强度包线如图3所示。从图3中数据曲线可以明显看出,下蜀土的抗剪强度随着含水率的增加而逐渐减小,因此该地区的下蜀土具有明显的水敏感性。
1)随着含水率的增加,下蜀土的黏聚力近似呈直线型减小趋势。2)随着含水率的增加,下蜀土的内摩擦角近似呈二次函数型减小趋势。3)下蜀土的抗剪强度随着含水率的增加而逐渐减小,可见其具有明显的水敏感性。