土石混合非均质填料力学特性试验研究1.pdf

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土石混合非均质填料力学特性试验研究
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(云南省公路科学技术研究所)

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【摘要】土石混台填料中粗颗粒音量对填科的压实性船和抗剪强度都有较大影响．土石混合非均质
填科挽剪强度试验方法在现耔的试验规程中尚无规定。参照普通土挽剪强度试验方法．又鉴于艟颗粒的
粒径较大，采用大型兰轴剪切试验仪测得的结果才能较真实地反映土体受力状况，我们对四组土石混合填
料的试件在该种仪器上进行了抗剪强度试验。根据试验测得的数据，对影响挽剪强度的几个指标诸如粗
颗粒古蠢，千密度，台水量等各自与抗剪强度的关系进行分析。鉴于目前拥有大型兰轴剪切试验仪的单位
很少，而大多备有中堑兰轴剪切试验仪，为使该项重要试验能够较普遍开展，我们把完全相同的试件分别
在大型和中型试验仪器上测得试验结果，并建立二者间的关系，供只有中型试验仪的单位把所测的数据抉
算为大型仪器所测数据之用．对试验数据分析表明，土石混合非均质填料中粗颗粒台量应为40*／,71Y'／o。

关量词土石混台填料大型三轴剪切试验仪中型三轴剪切试验仪土鹃桃
写白
砒～
1前育2抗嚷度的测定
土石混合非均质填料具有良好的压实特性2．1仪器的选择
(见《公路1996年第5期一编者注)。抗剪强度试验有直接剪切法和i轴剪切法
粗粒含量对压实性能和强度有不同程度的改善。两种。前者虽然仪器简单，操作方便，但剪切
土的抗剪强度和压缩性能在土体强度和稳定是沿一个限定的固定面，剪切过程中颗粒变位
性计算中是重要指标。路基填料除应有足够的的调整受到限制，往往会产生假象的颗粒剪损
稳定性以外，还必须达到所要求的强度。细粒和剪张现象。剪切时剪缝宽度与最大粒径有
土的该项试验已有试验规程，但对土石混合非关．若试验仪器和方法选用不当，将直接影响
均质填料来讲，由于受各种因素影响，有关试试验结果。
验方法和设备的资料很少．但这类填料在我国用三轴剪力仪剪切试验，试件在剪切过程
分布较普遍，所以研究这类填料的力学性质，中受力状态比较明确，与汽车轮胎荷载作用下
对工程设计旅工和工程稳定性都有重要意义。的受力状态相近，并能正确反映剪切过程中应
为了取得土石混合料的力学性能指标井了力与应变的关系。因此本项研究选用了三轴剪
解影响这些指标的因素，我所用路基填料进行力试验仪。
了大型三轴剪切试验和压缩试验。试样直径300nma,高650Im1。试验方法

舟l璐1997年第J期

按路基填筑情况采用不固结不排水剪切。试样粒之间的嵌挤锁结力，嵌挤锁结力赭是一个颗
制备、级配密度含水量均按击实结果实际要粒嵌入其它颗粒之间，当颗粒产生相对滑动
求进行控嗣。制样分七层填装，分层击实至所时，将嵌入的颗粒拨出所需要的力；③粗颗粒
需密度。与细颗粒之间的粘聚力。
2．2超粒径的处理和材料的组成设计表2中的试验结果表明，构成士石混合料抗
对超粒径的处理用等重量替代法。试验用剪强度的重要因素之一是粗粒含量，同时压实
料为云南省安楚试验路的土石混合料。试样数干密度及含水量也是影响抗剪强度的重要因素。
量做了四组，粗粒含量分别为4o％、60％、70％、(1)粗粒含量的影响。在一定范围内抗剪
8o％。级配组成见表1．强度随粗粒含量的增加而提高。粗粒含量小于
寰1大．中型兰轴材料级配组成4o％时，抗剪强度随粗料含量的增加稍有提

缀配组成高；粗粒含量达70％时，抗剪强度提高明显。
缩试验
土：石通过下列筛孔缸m)重量(％)粗颗粒含量增加的结果使粗颗粒阿的摩擦力和
号方崧
604020105嵌挤锁结力增加，内摩擦角增大。而细颗粒含

A印：柏大兰轴I伪907766860量过少，粗颗粒与细颗粒之问内聚力降低：当

B40：60大三轴lO0856丘45240粗粒含量超过70％时，粗颗粒只起骨架作用，

C帅：70太三轴100眈5∞．84430颗粒问孔隙没有足够的细料填充，稳定性降

D∞：80大兰轴1008023620低，嵌挤锁结力减小，强度下降

1号∞．阚中三轴l∞豫2∞(2)压实干密度的影响。抗剪强度随压实

2号柏：60中三轴100n340干密度增加而提高。干密度越大，颗粒间嵌挤

3号30：70中三轴1006I．830锁结力越强。剪切变形时首先要克服嵌挤锁结

4号∞：80中三轴10056320力，才能产生相对婿动。干密度增大，颗粒间
接触紧密，摩擦力增加可见，增大土石混合
23试验结果的分析讨论路基填料的密度是提高抗剪强度的重要措施之

一
按前面所述的材料级配组成和试验方法，。因此在施工中应严格控制压实干密度．
嗣成试件进行大型三轴剪切试验，其剪切强度(3)含水量的影响。抗剪强度随含水量的
参数的试骚结果，列于表2．增加而降低。因为水分在颗粒间起润滑作用，
亵2摁台料大中型三轴试验汇总含水量增加，颗粒问水膜增厚，