福建高液限土填筑路基成套技术研究.ppt

福建高液限土填筑路基成套技术研究
福建利用高液限土情况
2019年泉厦高速公路K10+514～K13+000（现K399+800起往厦门）含砂高液限粘土填筑；-----高塑性土;
2019～2019年京福高速公路、漳龙高速公路漳州段达到很高的饱和度。所以，饱和度在含水率合适的范围内能反映土体被压实的程度。
CBR值与干密度
CBR值与干密度
合理含水率范围内的土样，随着干密度的增加，其CBR值相应增加。若含水率超出此范围，CBR与干密度之间的关系则反常、扭曲，特别在含水率较大的时候扭曲愈加严重。
合理含水率范围内，是需要通过提高密度——亦即增加压实度——来提高路基土的强度的。
干密度与击实功
CBR与干密度、击实功
在合理含水率范围内，随着击实功的增大，干密度增加较明显，若击实功不足，密度达不到一定的值，相应CBR值则达不到要求。
在含水率较大的情况下，增大击实功对提高土样密实度帮助不大。因此，控制好合理含水率对提高高液限土密度，保证其CBR值至关重要。
CBR值与液塑限
重型击实CBR值与颗粒组成
四种土样CBR值与颗粒组成
高液限粗粒土
对于一些液限大于50%，但其粗粒组含量（>）超过50%的土为粗粒土，其细粒组含量虽然较多，占总质量的5%～15%，但从土的工程分类和命名来看，已为粗粒土，其重型击实下的最大干密度较大，最佳含水率较小，但CBR值有大有小，其性质居于高液限细粒土和常规粗粒土之间。
所以，对这些液限大于50%的粘土质砂SC或粉土质砂SM，也要验证其CBR值在符合要求的情况下，才可按常规土方法进行填筑。福建省高速公路《路基施工标准化指南》对此有明确规定规定：对液限大于50，塑性指数大于26的土，不得作为94、96区填料，当其粗颗粒含量大于50%，且CBR指标大于3时，可直接作为路基93区填料。
土水特征
ψ=(μa-μω)+π
基质吸力指通过量测与土中水处于平衡的部分蒸汽压而确定的等值吸力，而渗透吸力则通过量测与溶液处于平衡的部分蒸汽压而确定的等值吸力。非饱和土的初始含水率同基质吸力有直接的关系，而渗透吸力对含水率的变化则不太敏感，因此，总吸力的变化主要反映了基质吸力的变化。
当外界环境与荷载发生变化时，土中的含水率发生变化，其总吸力（主要是基质吸力）也发生变化。绘制含水率与基质吸力的变化曲线就是非饱和土的土水特征曲线。
基质吸力试验
高液限土土水特征曲线
组别
土样编号
湿密度ρ
（g/cm3）
含水率ω
（%）
比重Gs
干密度ρd
(g/cm3)
孔隙比e
孔隙率n
（%）
饱和度Sr
（%）
第1组
0619-3-1#







0619-3-2#







0619-3-3#







第2组
0927#即
AY(2019)-008







0619-3#







0620-3#







含水率与基质吸力关系曲线
体积含水率与基质吸力关系曲线
饱和度与基质吸力关系曲线
成果分析
同种土样、不同状态试样的土－水特征曲线形状基本相同，饱和度与基质吸力关系曲线基本重合，说明高液限土强度与含水率直接相关，与干密度关系不大。但在含水率一样的情况下，干密度越小的土样，其孔隙比越大，初始含水率越高，其曲线的位置也越靠上，说明干密度越大，其持水能力越弱，强度则越大。
成果分析
不同种类土样，其土－水特征曲线的形状存在明显差异，相同吸力控制条件下的实际排水量也各不相同，反映出不同土样类型，由于矿物组成、颗粒大小、颗粒级配不同，其对水分的吸持能力也不相同。
试验后土样
成果分析
0620-3#土样出现明显的失水干缩开裂特征，而0619-3＃、0927#土样在800kPa基质吸力控制条件下，未发生明显干缩变形。
基质吸力与含水率关系
成果分析
高液限土基质吸力与含水率关系密切，随着含水率的增加，基质吸力减小，直至消失。从大到小变化过程中存在一个拐点，小于拐点含水率其基质吸力大，对含水率的变化变现得非常敏感；大于则很小，且变化的幅度减缓许多。比拐点含水率高的状态，其基质吸力很小，一般小于100kPa，土的强度很小，工程上应避