施建振;陈勇;王保田
【摘 要】南京绕越高速公路方山区域广泛分布风化泥岩,文章对该风化泥岩作为高速公路路基填料的问题进行研究.室内试验成果表明:泥岩开挖料具有遇水膨胀崩解和泥化特征,水稳定性差,但如采用橡皮膜包裹,则岩块试样浸水后完整性较好.
谢天华袁嘉敏【期刊名称】限量版法拉利《现代交通技术》
【年(卷),期】2010(007)001
【总页数】2页(P29-30)
【关键词】泥岩;路基;填土材料;水稳定性
【作 者】施建振;陈勇;王保田
【作者单位】南京公路发展(集团)有限公司,江苏南京,210008;南京市水利规划设计研究院有限责任公司,江苏,南京,210006;河海大学岩土工程科学研究所,南京,210098
【正文语种】如何在网上发布信息中 文
【中图分类】U414刘特
1 概述
南京绕越高速公路方山区域广泛分布风化泥岩，一期工程（南京三桥至宁杭二期高速公路段）泥岩开挖料大约有5万m3，由于路基填土土源紧张，弃土场难寻，泥岩能否作为高速公路路基填料对工程造价和工期都具有重要影响。为此，围绕泥岩开挖料的水稳定性进行了室内试验研究，其成果表明：泥岩开挖料具有遇水膨胀崩解和泥化特征，水稳定性差，不能作为路基填料。为了保证工程建设质量，避免泥岩不合理利用造成损失，本文将研究成果进行总结，供设计施工人员参考。
2 室内试验成果
2.1 自由膨胀率试验
将块状泥岩样破碎后过0.5 mm筛，取筛下土样200 g烘干冷却后，将干试样拌和均匀后进
行自由膨胀率试验。试验根据规范GB/T 50123—1999[1]进行，试验结果见表1。从表1可见，泥岩矿物膨胀性较大，属于膨胀性岩类[2]。
表1 泥岩自由膨胀率试验结果试样编号 初始体积V0/cm3平均自由膨胀率/%1 10 10.5 5 4.5 2 10 10.4 4自由膨胀后体积Vwe/cm3自由膨胀率Vef/%
2.2 泥化试验
大爱无疆块状泥岩经过破碎后，过5 mm筛后，将筛下土样放入击实筒中，按照重型标准击实试验，对击实筒中的土样进行击实。泥岩开挖料分层击密后将表面刮平，如图1（a）所示。浸水后，试样表面随即产生气泡并伴有一定的隆起和酥松，如图1（b）所示。浸水2 d后，隆起有一定的增加，如图2（a）所示。之后，随着浸水时间的增加试样表面无明显变化。最终稳定隆起高度在2～3 mm左右，如图2（b）所示。泥岩在浸水工程中密度和含水率变化如表2所示。从图1和图2可见，浸水过程中，泥岩表面快速出现泥化现象，不能满足路基规范对填土的CBR强度要求[3]。但挖去试样表面酥松隆起层，下部试样如图3所示。从图3中可以看到，只挖去表层2 cm左右的酥松和隆起部分，下部试样比较密实和稳定，没有出现泥化想象，可见：若能在外面进行包裹，风化泥岩可作为填筑材料。
表2 泥岩浸水前后含水率测定成果指标 初始状态 浸水稳定后试样平均含水率/% 7.19 20.39试样密度/（g·cm-3） 1.79 1.75试样干密度/（g·cm-3） 1.67 1.45
图1 压实泥岩的密实状态及浸水过程中冒泡泥化现象
2021年立秋是几点几分几秒图2 压实泥岩浸水2 d和7 d后的泥化现象
2.3 岩块体积膨胀试验
将块状泥岩切削成圆柱状，用橡皮膜包裹，采用浮称法测定此泥岩圆柱样的浸水体积变化[4]，在不同时间分别测量试样在大气和水中的质量，从而计算试样在不同浸水时间的体积大小。试验结果如表3所示。经过20 d后，体积膨胀已基本稳定，膨胀量主要在前期产生，包裹在橡皮膜中的岩块试样浸水后完整性较好，如图4所示，仅在试样表面有裂缝产生，但没有发生崩解，表明风化泥岩只要有一定的约束，浸水后不会出现崩解[5-6]。
图3 压实土浸水7 d后状态
图4 圆柱状泥岩试样浸水稳定后形态
表3 泥岩体积膨胀率测定成果样品描述浸水时间/d空气中质量/g 质量/g 体积/cm3体积膨胀率/%水中泥岩圆柱样0 260.1 114.9 145.2 0 1 265.2 114.7 150.5 3.65 2 266.4 115.5 150.9 3.93 4 266.7 115.3 151.4 4.27 8 266.9 114.8 152.1 4.75 12 267.3 114.6 152.7 5.17 16 267.4 114.6 152.8 5.23 20 267.4 114.6 152.8 5.23
3 研究结论
分布在方山周围的泥岩天然状态下呈致密状态，含水率低，具有较高强度，开挖困难，不易破碎。该泥岩岩块浸水体积膨胀率约5%，属于体积膨胀较大的软岩，岩块浸水膨胀后含水率明显提高，干密度明显降低，岩块表面出现裂纹，但能保持形态而不破碎。压实后浸水过程中表面会迅速出现泥化冒泡现象，表层强度迅速丧失并出现隆起现象，压实土浸水稳定后，内部能够保持密实状态。因此若利用该泥岩作为填筑材料，需要在外面用其他土料包裹，否则不能使用。
参考文献
[1]GB/T50123—1999 土工试验方法标准[S].
[2]刘特洪.工程建设中的膨胀土问题[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.
[3]吴新明，巫锡勇，周明波.水泥改良膨胀土试验研究[J].路基工程，2007，（2）：94-95.
[4]JTJ057—94公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].
[5]李国琪.路基填料改良的室内实验[J].铁道标准设计，2002，（8）：47-49.
[6]莫百金，李跃军.砂砾改良高液限红粘土的试验研究[J].公路，2008，（7）：226-229.
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