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残积土在某客运专线特大桥勘察试验中的特征分析

论文导读:下面就该客运专线云河特大桥勘察中两取土孔所取试样的试验比较分析在本次铁路勘察残积土试验中注意的地方,针对该桥所处位置地层取样做土工试验来详细说明残积土在铁路勘察试验中需要注意的特殊性质。其次,颗粒分析试验,因为残积土的特殊性而更加注意该部分试验样品的取制,应该在之前物理试验取样中制备,同时由于细粒土含量较多,需要湿法进行试验,才能使得该试样定名以及各指标的分析应用更加准确。根据《铁路工程岩土分类标准》标准说明4.3.1中也提到了残积土定名需要进一步研究,根据国家对基础线路设计规划,南方尤其是华南地区铁路越来越多的投入建设,该分类标准现实行的分类标准对残积土的定名不能满足实际生产工作中的设计需要,希望有关专家可以近一步完善该类型土样在铁路勘察试验中的要求以及室内定名等内容。
关键词:残积土试验,铁路勘察,定名

  云河特大桥位于湖南省邵阳市,为本项客运专线跨越云溪河谷及乡间公路、民宅而设,拟设桥式类型为(3-64)双线连续箱梁+(44-32)双线简支箱梁,桥中心里程为DK237+748.95,全长1637.9m。发表论文。桥址区地貌单元属残丘坡地和河流阶地及河漫滩,地形起伏较大,最高地面高程505.97m,最低地面高程451.54m。坡度5°~10°,河流宽缓可见明显河流阶地,地表耕地、民房分布较广,丘坡少量为林地,地表多被第四系覆盖,在DK237+760~DK238+200表现为宽缓的一级阶地、河漫滩及河床,地势较为平坦,为居民区,植被茂密,两岸为阶地,由于受长期水流冲蚀破坏,阶地面不平。DK237+280~DK237+600为缓坡地段表覆坡残积层(Q3 dl + el),沟坎和人工边坡处见花岗岩出露。桥址区为印支期岩浆岩侵入体(γ51),其岩性为黑云母花岗岩。
  经地质调查、钻探资料显示,结合区域地质资料,桥址区表覆第四系全新统冲洪积层(Q4 al+pl)、上更新统冲洪积层(Q3 al+pl)、上更新统坡残积层(Q3dl+el),下伏印支期黑云母花岗岩(γ51)。共计完成钻探102/2924.6m孔;取原状样141组,其中上更新统坡残积层(Q3dl+el)在桥址地层中普遍存在,共计39个孔取样110组,根据该地层残积土广泛存在以及残积土的特殊性,本次勘察试验内容以及试验方法分别进行了特殊要求和规范,要求详细记录试验所操作样品的形式质地和成分,同时注意开样时采用特殊方法以做到取样尽量保持原性状,增加混合土要求内容,即细粒土的性质的内容。
  下面就该客运专线云河特大桥勘察中两取土孔所取试样的试验比较分析在本次铁路勘察残积土试验中注意的地方,针对该桥所处位置地层取样做土工试验来详细说明残积土在铁路勘察试验中需要注意的特殊性质。
  试验所取试样分别来自标段为DK236+933.80和DK236+966.55位置的两个钻孔,取样深度分别为3.05m 5.05m 7.05m 9.05m 11.05m,打开样盒后观察,样品类似全风化物,细粒土主要成分为粉质黏土,褐色,含有较多大小不一的砾石,以及白色石英风化物,还有大量云母,土质相对比较松散。
  由于残积土的特殊性,所以试验的时候需要根据实际情况进行,针对土质较松散样品,在制备试样时候,需要先将外侧以及上下底部受到外界干扰较大的部分刮掉,然后根据侧面切削出来的情况观察试样,代表性地方做密度试验,同时在距离较近的地方取样做含水率以及液塑限试验。同时增做细粒土(粒径小于0.5mm)部分的天然含水含水率、塑性指数和液性指数等,应用这些指标可以更加准确判断试样中细粒土的状态。
  试验中各项操作依据《铁路工程土工试验规程》(TB10102-2004)进行,密度、含水率液塑限均进行平行试验,液塑限采用代表性样品烘干后过05cm筛的筛下土样采用联合测定仪三点法进行,密度试样取其中之一做压缩试验,样品情况较好的可以制备剪切试样,同时代表样品放入烘箱用来制备筛分试样,取样满足筛分试验要求。
  针对该区域钻探取样,较多残积土样品特点,室内土工试验除按照一般常规土的物理力学性质测试外,也注意到与一般土试验的区别。首先,因为中间含有粗大颗粒,天然密度一般特别注意土试样的代表性,同时代表性也决定了后面含水率,比重,液塑限的取样范围及其指标的评价。其次,颗粒分析试验,因为残积土的特殊性而更加注意该部分试验样品的取制,应该在之前物理试验取样中制备,同时由于细粒土含量较多,需要湿法进行试验,才能使得该试样定名以及各指标的分析应用更加准确。在力学试验中,除了注意制备试样时候尽可能少破坏土的结构,更需要在之后的分析中注意估计粗颗粒对该试验的影响。发表论文。对残积土进行室内试验应注意土试样的代表性,在使用室内试验资料,也应估计到由于土中所含颗粒对土样结构的破坏和对测试资料的正确性和完备性的影响,避免盲目套用一般测试方法和不加分析的使用测试资料。
  两孔的样品试验数据见表格
  
  从数据内容不难看出残积土与一般地层土样非常不同的特殊之处:含水率较高,孔隙比大,液性指数小,压缩模量小,内摩擦角以及抗剪强度较大等,尤其液性指数不反映土样状态,压缩模量不反映所含物状态等特殊指标,也提醒勘察设计线路设计等部门使用数据时需要注意这些特点,对设计中的承载力、地基处理、基础设计等应结合标贯,载荷试验等方法做出较为合理的指标判断。
  关于本次项目中土工试验的室内定名,按照《铁路工程岩土分类标准》(TB10077-2001),应该按照混合土来定名:土的名称为在主要土名前冠以主要含有物名称,当主要含有物的质量占总质量的5%-25%,应定名“微含”,当主要含有物的质量大于或者等于25%时候,应定名为“含”,统观以上试样,则定名应为以下表图中所示。
  
  但本次试验试样不同于普通混合土,首先试样是以物理及化学风化形成的残积土,其次所含颗粒级配连续,而且主要含有物为细粒土,也是影响试样结构以及力学指标的主要成分,后经项目部技术组研究,决定根据《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001)对残积土的定名的相关规定来对本次试验中的土样进行定名,规范中规定:粒径超过2cm的粗粒土含量低于总质量的20%为砂质粘性土、高于等于20%为砾质粘性土。则以上试验内容中的试样定名如下
  
  对比两种定名方式,不难发现,如将土样按照混合土来定名的话,试样可以定名为含黏土砾砂,而将砾砂作为主要设计主体,承载力以及地基设计方式会出现非常大的不同,而与钻探中标贯等参数严重不符,承载力严重偏大也将对工程安全造成非常大的隐患。
    根据《铁路工程岩土分类标准》标准说明4.3.1中也提到了残积土定名需要进一步研究,根据国家对基础线路设计规划,南方尤其是华南地区铁路越来越多的投入建设,该分类标准现实行的分类标准对残积土的定名不能满足实际生产工作中的设计需要,希望有关专家可以近一步完善该类型土样在铁路勘察试验中的要求以及室内定名等内容。发表论文。
  花岗岩残积土,作为一种特殊类型地层,性质非常特殊,利用普通试验方法对其特殊性状进行分析,对比分析结果,从而使得试验结果更加客观,为设计等提供可靠的数据服务。

[参考文献]
《铁路工程土工试验规程》(TB10102-2004)
《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)
《铁路工程岩土分类标准》(TB 10077-2001)
 

关键字:交通,湖南,岳阳,云溪区
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