黃土物理特性報(bào)告成果摘抄及評(píng)價(jià)

word文檔可自由復(fù)制編輯黃土物理特性摘抄自總結(jié)成果提出了振動(dòng)壓實(shí)條件下黃土的最佳含水量和最大干密度的測(cè)定方法及黃土推薦振動(dòng)壓實(shí)參數(shù)從靜面壓力、激動(dòng)力、頻率、振幅和振動(dòng)時(shí)間等振動(dòng)壓實(shí)參數(shù)以及含水量對(duì)黃土振動(dòng)壓實(shí)效果的影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，找出了一套壓實(shí)效果較好并且和現(xiàn)有振動(dòng)壓路機(jī)的技術(shù)參數(shù)相符的振動(dòng)壓實(shí)參數(shù)，提出了黃土推薦振動(dòng)壓實(shí)參數(shù)。它的支撐材料：室內(nèi)振動(dòng)壓實(shí)成型設(shè)備的研制圖4-1室內(nèi)振動(dòng)壓實(shí)成型設(shè)備示意圖圖4-1室內(nèi)振動(dòng)壓實(shí)成型設(shè)備示意圖應(yīng)用自行開發(fā)研制的振動(dòng)成型壓實(shí)設(shè)備從靜面壓力、頻率、激振力等振動(dòng)參數(shù),分析各技術(shù)參數(shù)對(duì)壓實(shí)效果的影響。研究提出了振動(dòng)壓實(shí)條件下的最佳含水量和最大干密度的測(cè)定方法。試驗(yàn)時(shí)采用內(nèi)徑15.2cm，高為12cm，容積2177cm3的擊實(shí)筒，按照兩層加料的方法進(jìn)行振實(shí)成型。黃土壓實(shí)效果較好的振動(dòng)壓實(shí)條件為：靜面壓力為94kPa～117kPa，激振力為6000N～8000N，頻率為28Hz～32Hz，振幅為1.5mm～2.0mm。推薦參數(shù)為3-6-600，即頻率為30Hz、靜面壓力為104KPa、激振力6838N(偏心塊夾角為60o)、振幅為1.71mm圖4-5含水量-干密度曲線劉評(píng)價(jià)：該儀器是以密實(shí)效果效益和模擬實(shí)際振壓機(jī)具動(dòng)力參數(shù)作為研制原則，是正確的想法，但使用儀器的目的是求土的壓實(shí)度，是作分母和標(biāo)準(zhǔn)用的。報(bào)告缺少與現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)機(jī)具、即分子振壓效果或能量等效的說明材料，限制了儀器的使用。另外，實(shí)際振壓機(jī)隨技術(shù)的發(fā)展更新很快，而作為分母的壓實(shí)儀標(biāo)準(zhǔn)不可能也不允許經(jīng)常變動(dòng)，社會(huì)允許人為變動(dòng)的是壓實(shí)度的比值和分子的設(shè)備，正如不能隨意改革尺度和重度標(biāo)準(zhǔn)一樣。這樣也限制了該儀器的使用。同時(shí)因?yàn)閴簩?shí)度分母標(biāo)準(zhǔn)改變，也會(huì)引起設(shè)計(jì)中應(yīng)用積累的壓實(shí)歷史資料的不便。圖4-5是報(bào)告中的實(shí)測(cè)對(duì)比資料，可見振壓曲線并不理想。不能隨意改變標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)例子是CBR實(shí)驗(yàn)中的分母，它在最初實(shí)實(shí)在在是某種材料的實(shí)測(cè)值，但今天已演化為一個(gè)相對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)值，沒必要因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)能量的加大而改變它。自總結(jié)成果隨著擊實(shí)功能的增加，黃土的最佳含水量減少，最大干容重增加，但擊實(shí)功達(dá)到一定程度后，干密度增加比較緩慢。它的支撐材料：圖4-6最大干密度與擊實(shí)功的關(guān)系圖4-7最佳含水量與擊實(shí)功的關(guān)系劉評(píng)價(jià)：這個(gè)結(jié)論是行業(yè)和學(xué)界普遍認(rèn)同的共識(shí)，該報(bào)告僅是重復(fù)驗(yàn)證結(jié)論的正確，不能做為新成果提交。自總結(jié)成果由圖4-3可知，隨著粘粒含量的增加，干密度呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，當(dāng)為了研究壓實(shí)黃土的干密度與粒度組成的關(guān)系，課題組在國(guó)道312線蘭州段選取兩個(gè)斷面K2122+200和K2175+650對(duì)壓實(shí)黃土進(jìn)行了粒度分析，粒度分析采用英國(guó)進(jìn)口的MalvernMastersizer2000激光粒度分析儀。結(jié)果如圖4-3和4-4。圖4-3K2122+200粘粒含量與干密度的關(guān)系圖4-4K2175+650粘粒含量與干密度的關(guān)系粒含量為7.5%左右時(shí)，干密度達(dá)到最大。圖4-4表明，隨著粘粒含量的增加，干密度呈現(xiàn)先減小后增加再減小的趨勢(shì)。當(dāng)粘粒含量為7.2%左右時(shí)，干密度達(dá)到最大。粒度分析結(jié)果表明，壓實(shí)黃土的干密度與粘粒的含量的關(guān)系不是簡(jiǎn)單呈現(xiàn)隨干密度的增加，粘粒含量增加，干密度降低，粘粒亦隨之降低的單調(diào)變化關(guān)系。因此，壓實(shí)黃土的干密度與粒度成分的關(guān)系是復(fù)雜的，劉評(píng)價(jià)：這是一項(xiàng)前人沒有進(jìn)行過的研究工作。不論這項(xiàng)研究現(xiàn)在有什么意義，它對(duì)學(xué)者決定今后進(jìn)行或不進(jìn)行以及如何進(jìn)行這項(xiàng)研究是有參考價(jià)值的。自總結(jié)成果表4-1壓實(shí)黃土的化學(xué)成分試驗(yàn)狀態(tài)化學(xué)成分（%）ONaMgAlSiKCaFe

原狀10.0749.710.684.6119.801.846.726.5785%9.9649.710.804.6419.322.187.026.3790%9.6749.710.524.5119.911.946.996.7693%10.1749.710.254.5319.802.046.986.52從表4-1可知，原狀黃土和不同壓實(shí)度下的重塑黃土的化學(xué)組成并沒有發(fā)生明顯的變化，說明黃土在壓實(shí)過程中發(fā)生的只是物理變化，并沒發(fā)生化學(xué)變化，壓實(shí)并不改變黃土的化學(xué)成分。劉評(píng)價(jià)：這是一項(xiàng)前人沒有進(jìn)行過的研究工作。不論這項(xiàng)研究現(xiàn)在有什么意義，它對(duì)學(xué)者決定今后進(jìn)行或不進(jìn)行以及如何進(jìn)行這項(xiàng)研究是有參考價(jià)值的。自總結(jié)成果在掃描顯微鏡下：原狀黃土骨架顆粒的排列方式分為支架排列和鑲嵌排列兩種；壓實(shí)黃土骨架接觸關(guān)系主要有三種形式，即鑲嵌接觸、支架接觸和分散分布。研究發(fā)現(xiàn)不同壓實(shí)度下土樣經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)重型擊實(shí)后，通過掃描電鏡發(fā)現(xiàn)擊實(shí)后黃土中骨架顆粒間的接觸關(guān)系以鑲嵌接觸占主導(dǎo)地位，壓實(shí)以前，顆粒和孔隙均清楚，粗礦物顆粒多為點(diǎn)接觸或棱邊接觸，壓實(shí)以后，土的結(jié)構(gòu)變得非常緊密，顆粒多為面-面接觸。但不論壓實(shí)度怎樣變化，三種接觸關(guān)系都是同時(shí)存在，只是三種形式的接觸關(guān)系所占比例發(fā)生變化而已。表4-3不同壓實(shí)度下黃土孔隙分布土樣狀態(tài)平均孔徑d(μm)孔隙分布(%)<1um1-4um4-16um>16um原狀7.8234225.864.18.1855.75895.927.360.56.3905.12357.555.733.73.1934.89568.563.7261.8954.419.868.221.10.9由表4-3可以看出，隨著壓實(shí)程度的增大，孔徑組成發(fā)生了較為明顯的變化：平均孔隙直徑隨壓實(shí)度的增大而減小。孔隙含量表現(xiàn)為大中孔隙含量隨壓實(shí)度的增大而減少，小孔隙和微孔隙的含量隨壓實(shí)度的增大而增多，其中中孔隙隨壓實(shí)度的增大明顯減少，小孔隙隨壓實(shí)度的增大明顯增多；經(jīng)過壓實(shí)作用以后，黃土由原來(lái)天然狀態(tài)的粒狀、架空、接觸結(jié)構(gòu)，逐漸改變?yōu)榱睢㈣偳?、接觸—膠結(jié)結(jié)構(gòu)。劉評(píng)價(jià)：對(duì)原狀黃土進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)分析已有很好成果，對(duì)擊實(shí)黃土進(jìn)行這項(xiàng)研究也有成果，但與沙成果的深度和創(chuàng)新度對(duì)比還需調(diào)研后再?zèng)Q定。自總結(jié)成果飽水4天的壓實(shí)黃土CBR值難以滿足規(guī)范對(duì)于路基填料最小CBR值的要求，尤其是高等級(jí)公路上路床對(duì)CBR值的要求。它的支撐材料：它的支撐材料：采用重型擊實(shí)法在最佳含水量條件下制備壓實(shí)度為90%，93%，95%和100%的4組試件，分別進(jìn)行飽水4天的CBR試驗(yàn)，結(jié)果如下表4-4。表4-4不同壓實(shí)度下黃土的CBR值壓實(shí)度(%)909395100CBR值(%)2.33.65.77.5試驗(yàn)數(shù)據(jù)均表明：壓實(shí)度對(duì)CBR值有較大的影響，CBR值隨壓實(shí)度的增大而增大。但在規(guī)定的壓實(shí)度條件下，該黃土樣的CBR值難以滿足規(guī)范對(duì)于路基填料最小CBR的要求，尤其是高等級(jí)公路上路床對(duì)CBR的要求，表4-5山西侯運(yùn)高速公路室內(nèi)CBR與現(xiàn)場(chǎng)CBR檢測(cè)結(jié)果對(duì)比最大干密度(g/cm3)最佳含水量(%)室內(nèi)CBR值(%)現(xiàn)場(chǎng)CBR值(%)現(xiàn)場(chǎng)含水量(%)現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度(%)1.9012.17.114.210.196.71.8911.87.614.49.897.21.9212.97.815.812.795.91.9313.57.515.611.998.1注：所檢測(cè)土質(zhì)均為95區(qū)劉評(píng)價(jià)：這是一項(xiàng)非常常規(guī)的試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果合理，一般來(lái)說，關(guān)于黃土cbr測(cè)試的其它資料基本上為滿足某一工程設(shè)計(jì)或?yàn)闈M足某一項(xiàng)工作，而本報(bào)告確是為專項(xiàng)黃土特性研究，所提出的成果具有一般普遍的結(jié)論含義。自總結(jié)成果直接快剪試驗(yàn)比三軸(uu)試驗(yàn)測(cè)得土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)要大，影響壓實(shí)黃土抗剪強(qiáng)度最大的因素是含水量，其次是壓力，壓實(shí)度影響最??；它的支撐材料：壓實(shí)黃土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)與物理指標(biāo)間的關(guān)系壓實(shí)黃土抗剪強(qiáng)度參數(shù)與物理指標(biāo)間的關(guān)系由圖4-14可見，不論壓實(shí)度大小，C值隨著含水量的增大而顯著減小。粘聚力與含水量的關(guān)系。其方程為：故對(duì)壓實(shí)黃土來(lái)說，其粘聚力c與含水量w的關(guān)系可以用冪函數(shù)的形式表示，即，k，b為試驗(yàn)常數(shù)。由圖4-15可見，不論壓實(shí)度大小，φ值隨著含水量的增大而減小，圖4-16粘聚力C隨壓實(shí)度變化規(guī)律(隨壓實(shí)度增大而增大)圖4-17內(nèi)摩擦角φ隨壓實(shí)度變化規(guī)律(隨壓實(shí)度增大而增大)圖4-18抗剪強(qiáng)度τ隨含水量w變化規(guī)律(隨含水量增大而減小)圖4-19抗剪強(qiáng)度τ隨壓實(shí)度變化規(guī)律(隨壓實(shí)度增大而增大)劉評(píng)價(jià)：首先直剪uu試驗(yàn)比三軸uu試驗(yàn)測(cè)得黃土的抗剪強(qiáng)度大這個(gè)結(jié)論是有爭(zhēng)議的，因?yàn)閮煞N試驗(yàn)所模擬的受力狀態(tài)不同而不能放在一塊進(jìn)行比較，其次若要比大小需要有大量的試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行支持，該報(bào)告支持材料少不足以說明問題。關(guān)于影響壓實(shí)黃土抗剪強(qiáng)度的主要因素應(yīng)是含水量、壓實(shí)度、結(jié)構(gòu)特性等土本性，與法向壓力無(wú)關(guān)，更不宜把影響因素大小進(jìn)行排序，因?yàn)榕判驘o(wú)參考標(biāo)準(zhǔn)，也無(wú)實(shí)用意義。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是正確的，但無(wú)創(chuàng)新，結(jié)論的提法不合適。自總結(jié)成果含水量和干容重均相同時(shí)，在低壓力下條件下，重塑黃土的濕陷系數(shù)比原黃土要大；隨著壓力的增大，重塑黃土的濕陷系數(shù)與原狀黃土的濕陷系數(shù)的差值越來(lái)越小，重塑黃土的起始、峰值濕陷壓力比原狀黃土的起始、峰值濕陷壓力要??；壓實(shí)黃土的濕陷系數(shù)隨初始含水量的增大、壓實(shí)度的增大而減小，隨齡期的增長(zhǎng)呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。影響壓實(shí)黃土濕陷性最大的是干密度，其次是含水量，最小的是壓力；它的支撐材料：原狀黃土和相同密度和相同含水量重塑黃土的濕陷性比較:先將部分原狀土樣切成兩個(gè)環(huán)刀試樣，分別在50、100、200、300、400、500、600、700、800和1000KPa壓力下進(jìn)行濕陷試驗(yàn)，再將該部分原狀土搓碎，保持原來(lái)的含水量不變，然后用擊實(shí)法制成，其含水量與干容重和原狀試樣相同。試驗(yàn)結(jié)果如圖4-20。圖4-20原狀黃土與重塑黃土的濕陷性比較看出，重塑黃土與原狀黃土的含水量、干容重均相同時(shí)，在低壓力下，重塑黃土的濕陷性要比原狀黃土要大，在小壓力作用下，重塑黃土浸水結(jié)構(gòu)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原狀黃土的強(qiáng)度，在較大壓力作用下，原狀、重塑黃土浸水飽和試樣的結(jié)構(gòu)都已完全被破壞，二者的壓縮量基本接近，看出重塑黃土的起始、峰值濕陷壓力比原狀黃土的起始、峰值濕陷壓力要小。劉評(píng)價(jià)：結(jié)論的提法不對(duì)，應(yīng)是低壓條件下黃土結(jié)構(gòu)性對(duì)濕陷的影響結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果正確，但資料不充分，只有兩個(gè)干密度和兩個(gè)含水量資料，無(wú)法證明所有情況。另外也不屬創(chuàng)新，相關(guān)同類成果應(yīng)查補(bǔ)?？傮w來(lái)說，對(duì)壓實(shí)黃土提濕陷性是不合適的，雖壓實(shí)黃土按濕陷試驗(yàn)法測(cè)出有浸水后的附加變形，但那是由于土浸水后稠度和模量的改變而引起的變形，除彭脹土外，一般粘性土都具有這種性質(zhì)，不能說它們都是濕陷性土。若要對(duì)這種現(xiàn)象給一學(xué)術(shù)定義，建議用濕變較好，它區(qū)別于濕陷的是量不是很大，時(shí)間或過程不是很快。還有該研究試驗(yàn)土的最大干密度才1.55g/cm3，對(duì)一般工程來(lái)說太小了，不具備壓實(shí)的意義，也無(wú)工程研究的必要。自總結(jié)成果不同干密度下的黃土濕陷性質(zhì):最佳含水量為12.3%。在最佳含水量下分3層擊實(shí)，每層分別擊55、44、33、22，得到不同壓實(shí)度的黃土各2組。用雙線法測(cè)定其濕陷變形，得到不同壓力下的濕陷系數(shù)（表4-10）以及壓力與濕陷系數(shù)的關(guān)系曲線——濕陷特征曲線（圖4-21），壓力分別為50、100、200、300、400、600、800KPa。表4-10不同干密度下黃土濕陷系數(shù)干密度（g/cm3)壓力（kPa)501002003004006008001.860.0010.0010.0030.0050.0070.0080.0111.790.0010.0020.0050.0070.0100.0130.0171.720.0020.0060.0110.0150.0170.0210.0261.620.0060.0090.0170.0240.0310.0350.040圖4-21不同干密度下壓實(shí)黃土壓力—濕陷系數(shù)關(guān)系曲線看出，壓實(shí)黃土的濕陷系數(shù)隨著壓力的增大而增大，壓實(shí)黃土的的峰值壓力均在800kPa以上，或者說800kPa壓力范圍內(nèi)無(wú)明顯的峰值存在。壓實(shí)黃土的濕陷系數(shù)隨著干密度的增大而減小，并且低壓實(shí)度的條件下其濕陷系數(shù)受壓力的影響比高壓實(shí)度下的要大，若以200kPa壓力下的濕陷系數(shù)為0.015為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，只要壓實(shí)度大于90%，土樣即不存在濕陷性了。從這個(gè)角度來(lái)講只要按路基設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行壓實(shí)，黃土基本上不存在濕陷的可能。劉評(píng)價(jià)：如前所述，套用原狀濕陷黃土的峰值壓力，是不合適的，套論其規(guī)律也無(wú)意義。沒有資料支持，也不能下結(jié)論說峰值壓力在800kPa以上.但說按公路設(shè)計(jì)要求黃土不具濕陷性是對(duì)的。自總結(jié)成果不同含水量的壓實(shí)黃土濕陷性質(zhì)通過制備不同含水量10%、12.5%、15%下的黃土，分別擊實(shí)成壓實(shí)度為85%、90%和95%的壓實(shí)土樣，測(cè)定其濕陷變形系數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果見圖4-22。圖4-22不同壓實(shí)度下濕陷系數(shù)—壓力關(guān)系(a)K=85%(b)K=90%(c)K=95%通過對(duì)不同初始含水量下濕陷系數(shù)與壓力關(guān)系曲線對(duì)比分析，由圖4-22可見，壓實(shí)黃土的濕陷性隨初始含水量的不同而有較大的變化。初始含水量低則濕陷變形大，初始含水量高則濕陷變形小。在趨勢(shì)上基本與原狀黃土相同。不同含水量條件下壓實(shí)黃土濕陷系數(shù)隨壓力的增大而增大，無(wú)明顯的峰值壓力存在。不同初始含水量下兩條濕陷曲線的縱坐標(biāo)差，表示在相應(yīng)壓力下這種增濕程度所產(chǎn)生的增濕變形。從圖4-22中可見，增濕變形將隨著壓力的增大而增大，也就是說，在大壓力下濕陷的減少速率比小壓力下快得多，這說明壓力不同使同等增濕條件產(chǎn)生的增濕變形有較大差異，小壓力下的濕陷需要更高的增濕量，而且濕陷速度較低，即濕陷的敏感性弱，一般地，濕陷起始?jí)毫sh可以定義為濕陷性黃土的濕陷系數(shù)達(dá)到0.015時(shí)的最小濕陷壓力，看出，濕陷起始?jí)毫﹄S土的初始含水量的增大而增大。結(jié)合增濕變形的概念，如果給增濕變形系數(shù)也規(guī)定一個(gè)具有工程意義的界限值0.015，則相應(yīng)于增濕變形系數(shù)達(dá)到0.015所需的最小作用壓力即為增濕起始?jí)毫ΑＴ鰸衿鹗級(jí)毫﹄S初始含水量的增大而增大，隨增濕程度或增濕含水量(黃土在增濕后所達(dá)到的含水量)的增大而減小。劉評(píng)價(jià)：這部分資料可作為壓實(shí)黃土增濕(非陷)變形的支撐材料，但量少，需補(bǔ)充其它資料，提法也應(yīng)變。有無(wú)峰值的結(jié)論也要?jiǎng)h去。自總結(jié)成果不同齡期的壓實(shí)黃土濕陷性質(zhì)西北水科所張貴發(fā)等采用壓樣法制備壓實(shí)黃土，將制好的土樣放置在陶罐中密封，按不同齡期取出進(jìn)行濕陷試驗(yàn)，得出了壓實(shí)黃土的濕陷性隨齡期而增大的結(jié)論。本項(xiàng)目通過室內(nèi)擊實(shí)得到較低擊實(shí)程度（85%，90%）的黃土試樣后，用數(shù)層品質(zhì)完好的塑料袋密封，置于陰涼處保持其含水量不變，再按不同齡期取出進(jìn)行濕陷試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表4-11。表4-11不同齡期下的濕陷系數(shù)干密度（g/cm3)齡期（天）壓力（kPa)2004006001.6100.0160.0310.035150.0170.0320.038300.0170.0350.0451.7200.010.0150.022150.010.0160.024300.0120.0180.029表明，重型擊實(shí)制樣得到的壓實(shí)黃土的濕陷性有隨齡期增長(zhǎng)有增大的趨勢(shì)，并且高壓力下濕陷系數(shù)隨齡期的增長(zhǎng)幅度比低壓力下要大。劉評(píng)價(jià)：這部分資料可作為壓實(shí)黃土增濕(非陷)變形的支撐材料，但量少，需補(bǔ)充其它資料，提法也應(yīng)變。12.自總結(jié)成果考察原狀黃土和同密度、同含水量下重塑黃土的壓縮性，對(duì)相同干密度的重塑黃土和原狀黃土在相同初始含水量下和飽和狀態(tài)下進(jìn)行壓縮回彈試驗(yàn)。結(jié)果如圖5-2和5-3所示。圖5-1不同初始含水量下原狀黃土壓縮回彈e-p曲線圖5-2原狀黃土與重塑黃土壓縮回彈e-p曲線（w=7.87%）圖5-3原狀黃土與重塑黃土在飽和狀態(tài)下壓縮回彈e-p曲線從圖5-1可知，隨含水量的增加，原狀黃土的壓縮量在不斷的增大。圖5-2和圖5-3表明，相同含水量下重塑黃土的壓縮量大于原狀黃土的壓縮量，在含水量很小(w=1.84%)或在飽和狀態(tài)下，原狀黃土與重塑黃土的再壓縮曲線和回彈曲線都很平緩，幾乎成水平直線，再壓縮曲線和回彈曲線基本重合在一條線上，根本看不出回滯圈。原狀黃土和重塑黃土的壓縮回彈曲線在某一含水量附近可產(chǎn)生最大的回滯圈。在含水量、干密度均相同的條件下，重塑黃土的壓縮變形量大于原狀黃土，且初始含水量越大，壓縮變形量相差也越大。原因是重塑破壞了原狀黃土的結(jié)構(gòu)性，使得重塑黃土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度減小甚至沒有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，劉評(píng)價(jià)：不應(yīng)是相同含水量下重塑黃...壓..大于原狀..。而應(yīng)是相同密度、相同含水量下重塑黃土的壓縮變形大于原狀黃土的壓縮變形，用在評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)影響上。滯回圈的大小與土的軟硬有關(guān)，資料基本反映了這個(gè)性質(zhì)，但不存在看出來(lái)看不出來(lái)，鋼材也有，主要是圖的比例和儀表的分辮值。也不應(yīng)說會(huì)在某一含水量附近可能產(chǎn)生最大滯回圈，應(yīng)是越軟，越濕圈越大。在飽和狀態(tài)下，原狀黃土與重塑黃土的…結(jié)論是對(duì)的。13.自總結(jié)成果影響壓實(shí)黃土壓縮性最大的是含水量，其次是壓實(shí)度，下來(lái)依次是含水量與壓實(shí)度的交互作用，它的支撐材料：它的支撐材料：參考濕陷變形系數(shù)的定義，壓縮變形系數(shù)按下式進(jìn)行整理：將不同含水量下的壓縮試驗(yàn)成果按壓縮變形系數(shù)和垂直壓力的關(guān)系整理，結(jié)果如圖5-4。(擊實(shí)土)圖5-4壓縮變形系數(shù)與垂直壓力關(guān)系曲線(a)K=85%(b)K=90%（c）K=95%由圖5-4可以看出壓縮變形系數(shù)隨含水量的增大而增加，當(dāng)含水量低于最佳含水量時(shí)，在相同垂直荷載的情況下，壓縮變形系數(shù)隨含水量的增加增長(zhǎng)幅度不大；當(dāng)含水量大于最佳含水量2%～3%后，壓縮變形系數(shù)隨含水量的增加增長(zhǎng)幅度迅速變大。將不同壓實(shí)度下的壓縮試驗(yàn)成果按壓縮變形系數(shù)和垂直壓力的關(guān)系整理，結(jié)果如圖5-5。圖5-5不同壓實(shí)度下壓縮變形系數(shù)與垂直壓力關(guān)系曲線(a)w=10.3%(b)w=11.3%(c)w=13.3%(d)w=16%圖5-5不同壓實(shí)度下壓縮變形系數(shù)與垂直壓力關(guān)系曲線(a)w=10.3%(b)w=11.3%(c)w=13.3%(d)w=16%試驗(yàn)結(jié)果（圖5-5）表明，壓實(shí)度越大，壓縮變形系數(shù)越小，圖5-6壓縮系數(shù)與含水量關(guān)系曲線圖5-7壓縮模量與含水量關(guān)系曲線圖5-8壓縮系數(shù)與飽和度關(guān)系曲線圖5-9壓縮模量與飽和度關(guān)系曲線壓縮系數(shù)隨含水量（飽和度）的增加而增大，壓縮模量隨含水量（飽和度）的增加而減小。并且含水量小于最佳含水量時(shí)，壓縮系數(shù)（壓縮模量）隨含水量的增加（減?。┳兓伙@著，當(dāng)含水量大于最佳含水量后，壓縮系數(shù)隨含水量的增加明顯增大，壓縮模量隨含水量的增加迅速減小。圖5-10壓縮系數(shù)與壓實(shí)度關(guān)系曲線圖5-11壓縮模量與壓實(shí)度關(guān)系曲線表明，壓縮系數(shù)隨壓實(shí)度的增大而減小，壓縮模量隨壓實(shí)度的增大而增大。在高含水量下，壓縮系數(shù)或壓縮模量受壓實(shí)度的影響變化較大。與壓縮系數(shù)或壓縮模量與含水量（飽和度）的關(guān)系曲線比較，壓縮系數(shù)或壓縮模量與壓實(shí)度的關(guān)系曲線比較平緩。壓縮變形系數(shù)與孔隙率的關(guān)系圖5-11壓縮變形系數(shù)與孔隙率關(guān)系曲線(a)w=10.3%(b)w=11.3%(c)w=13.3%(d)w=16%看出，壓實(shí)黃土的壓縮變形系數(shù)與孔隙率基本呈線性關(guān)系。說明隨著荷載的增加，壓實(shí)黃土的壓縮變形系數(shù)增大，孔隙率減小。劉評(píng)價(jià)：資料的結(jié)果及規(guī)律是正確的，但不應(yīng)總結(jié)為影響壓縮性最大的是含水量，其次是壓實(shí)度，因?yàn)閮烧唛g沒有標(biāo)準(zhǔn)可比。變形系數(shù)與孔隙比關(guān)系呈線性是理論關(guān)系，無(wú)須實(shí)驗(yàn)證明。14.自總結(jié)成果提出了壓實(shí)黃土的加荷本構(gòu)模型和增濕（減濕）本構(gòu)模型；計(jì)算了黃土高路堤的應(yīng)力和沉降變形規(guī)律，它的支撐材料：用ANSYS有限元分析程序，按彈性理論計(jì)算路堤填土與地基土共同作用時(shí)的瞬時(shí)沉降變形，王曉謀等在西寶高速公路實(shí)測(cè)黃土路基的沉降值，結(jié)論:①路堤和地基的沉降量及路堤自身的壓縮變形隨時(shí)間的增長(zhǎng)而增加，但增加速率越來(lái)越小，且隨著時(shí)間的增長(zhǎng)逐漸趨于穩(wěn)定。②在竣工后104天時(shí)，地基表面l點(diǎn)的沉降為7.9cm，而路堤中4點(diǎn)的沉降為11.6cm。路堤本身的壓縮變形為3.7cm，在4點(diǎn)11.6cm的路基總沉降中，地基的沉降占路基總沉降的68%謝永利、通過蘭臨高速公路K5+494～K5+582段，K5+816～K6+000段和蘭海高速公路K50+650～K50+860段等高路堤和壩式路堤埋設(shè)土壓力盒和沉降杯，分析了路堤土中土壓力的分布情況和高填方路堤的沉降規(guī)律。結(jié)論如下：（1）蘭臨高速公路涵洞及其上鋪設(shè)的EPS板共同作用影響在路堤橫斷面上測(cè)試結(jié)果是土壓力中間小，兩邊大，相應(yīng)的沉降是中間大，兩邊小。而蘭海高速公路測(cè)試結(jié)果是中間土壓力和沉降大，兩邊都小。在路堤縱斷面上測(cè)試結(jié)果是填挖交界處土壓力、沉降小，中間大。（2）施工期的壓縮沉降量與路堤填土高度有關(guān)，路堤越高，其壓縮沉降量越大。其關(guān)系為：。（3）填土高度對(duì)工后沉降量也有影響，填土越高，土體自身壓縮量也大，對(duì)地基的作用產(chǎn)生的沉降也大，由此工后沉降量越大。（4）對(duì)于一次加荷來(lái)說，堤頂?shù)某两底畲?，?duì)于逐級(jí)加荷來(lái)說，最大沉降量約發(fā)生在2/7H～3/7H之間。由圖5-15、5-16和5-17和圖5-33所示的算例，分析了路基填土高度對(duì)路基總沉降的影響，結(jié)果見表5-5。表5-5路基總沉降與填土高度關(guān)系填土高度（m）8121620路基總沉降(m)0.86571.77842.7563.077圖5-34路基沉降與填土高度關(guān)系曲線劉評(píng)價(jià)：屬有限元計(jì)算結(jié)果，有許多參考資料可匯總分析公路路堤填高與變形和時(shí)間的計(jì)算和實(shí)測(cè)一般關(guān)系和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，該報(bào)告僅是其中之一部分。15.自總結(jié)成果地基土變形模量對(duì)路基總沉降和地基沉降的影響程度比路堤土變形模量要大；它的支撐材料：地基土的泊松比變化對(duì)σy的影響很小，而對(duì)σx和σz的影響相對(duì)較大，表5-6泊松比對(duì)路基最大沉降的影響泊松比0.20.250.30.350.4最大沉降(m)1.0681.0190.9530.8660.752表5-7路堤土變形模量對(duì)路基沉降的影響路堤土變形模量(MPa)203060100150路基總沉降(m)0.58460.57660.56550.55740.5503路堤自身壓縮變形(m)0.0190.01360.00660.00510.0038地基沉降(m)0.56560.5630.55890.55230.5465當(dāng)路堤土變形模量為40MPa時(shí)，計(jì)算結(jié)果如表8-8。表5-8地基土變形模量對(duì)路基沉降的影響地基土變形模量(MPa)68102030路基總沉降(m)0.93980.71040.57180.29230.1983路堤自身壓縮變形(m)0.01370.01090.00820.00850.009地基沉降(m)0.92610.69950.56360.28380.1893圖5-35路基總沉降與變形模量的關(guān)系曲線圖5-36路堤自身壓縮變形與變形模量的關(guān)系曲線圖5-37地基沉降與變形模量的關(guān)系曲線表5-9路基沉降組成路堤N(yùn)o.1No.2No.3路堤高度（m）121620自身壓縮變形量(m)0.0230.0440.079地基變形(m)1.75542.7122.998由圖5-33所示算例，可得到不同路基寬度和邊坡坡度下路基自身壓縮變形量和地基沉降量，結(jié)果如表5-10、5-11所示。表5-10不同寬度，邊坡坡度為1:1.5路基沉降(m)寬度(m)4.5813自身壓縮變形量(m)0.013490.015590.01775地基變形(m)0.784410.819110.84795表5-11不同邊坡坡度路基沉降(m)，H=8m坡比1:11:1.51:21:2.5自身壓縮變形量(m)0.016970.017750.018420.01877地基變形(m)0.848530.847950.844980.84113劉評(píng)價(jià)：屬有限元計(jì)算結(jié)果，有許多參考資料可匯總分析公路路堤填高與變形和時(shí)間的計(jì)算一般關(guān)系和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，該報(bào)告僅是其中之一部分。16,自總結(jié)成果初次量化了公路邊坡汽車尾氣對(duì)植物的污染，得出在目前的交通量下，植物不會(huì)受到汽車尾氣的顯著影響。計(jì)算了植物根系對(duì)邊坡穩(wěn)定性的提高程度，結(jié)果表明植物根系可顯著提高邊坡的穩(wěn)定性，它的支撐材料：黃土的物理特性與生態(tài)特性的關(guān)系研究1.暖溫帶半濕潤(rùn)區(qū)中壤、重壤水分可以均衡補(bǔ)償森林區(qū)適生的草類植物有：沙打旺、紅豆草、紫花苜蓿、披堿草、老芒麥、白羊草、長(zhǎng)芒草。2.暖溫帶干旱區(qū)輕壤水分周期虧缺森林草原區(qū)適生的草類植物有：沙打旺、紅豆草、紫花苜蓿、老芒麥、長(zhǎng)芒草、早熟禾。3.溫帶半干旱區(qū)砂壤水分不足草原區(qū)適生的草類植物有：沙打旺、紫花苜蓿、長(zhǎng)芒草、賴草、冰草。黃土區(qū)不同植物對(duì)汽車尾氣的抗性抗性很強(qiáng)的植物有：側(cè)柏、油松、扁桃、刺槐、楸樹、垂柳、青楊、新疆楊、白楊、胡楊、狼牙刺、苦楝、臭椿、香椿、白榆、槐樹、柿樹、白蠟、杜梨、桑樹、棗樹、檉柳、花椒、紫穗槐、杞柳、草木樨、早熟禾?？剐暂^強(qiáng)的植物有：旱柳、梨樹、沙棗、泡桐、檸條、山桃、大官楊、河北楊、核桃、沙棘、山杏、胡枝子、文冠果、沙柳、沙打旺、紅豆草、披堿草、老芒麥、白羊草、長(zhǎng)芒草、賴草、冰草?？剐暂^弱的植物有：蘋果、紫花苜蓿。植物對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響50年代美國(guó)學(xué)者Wischmeiere.W.H和simithD.D等人得到了通用土壤流失方程式（USLE）。公路上用于土壤流失計(jì)算的模型為：式中：A為水土流失侵蝕模數(shù)（t/hm2·a）；R為區(qū)域評(píng)價(jià)降雨侵蝕力因子，取決于月平均降雨量和年降雨量；K為土壤可侵蝕因子，取決于土壤粒度結(jié)構(gòu)、成分、膠結(jié)程度、有機(jī)質(zhì)含量等；Ls為地形因子即坡度和坡長(zhǎng)因子；C為植被和管理因子，與植物種類和植被覆蓋度有關(guān)；P為坡面侵蝕控制因子，無(wú)任何工程防護(hù)措施時(shí)P＝1。隨著植被蓋度的增加，C值降低，土壤侵蝕量減少。通過分析，下列可有效提高土壤抗沖能力的植物有：油松、刺槐、柳樹、楊樹、沙打旺、山杏、檸條、紫花苜蓿、紅豆草、草木樨、沙棘。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果，沙棘、沙打旺、山桃、杞柳、胡枝子、刺槐、油松、檸條、山杏、紅豆草可顯著提高土壤的抗蝕性能。黃土區(qū)適合公路邊坡的植物分區(qū)沙打旺可提高邊坡穩(wěn)定系數(shù)10%，紫花苜?？商岣哌吰路€(wěn)定系數(shù)33%，檸條可提高邊坡穩(wěn)定系數(shù)29%，抗剪強(qiáng)度較強(qiáng)的植物有：刺槐、油松、沙棘、披堿草、無(wú)芒雀麥、冰草、早熟禾、檸條、沙打旺等。劉評(píng)價(jià)：所提植護(hù)資料應(yīng)屬所有這方面成果之一。17，自總結(jié)成果研究了公路路基壓實(shí)黃土的含水量、干容重、孔隙比、粒度成分、壓縮系數(shù)、抗剪強(qiáng)度和濕陷系數(shù)等物理力學(xué)指標(biāo)的變化規(guī)律。它的支撐材料：在公路運(yùn)營(yíng)期間，路基中不同部位尤其是行車道黃土的含水量顯著提高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于施工期的最佳含水量。路肩黃土的壓縮系數(shù)大于行車道黃土的壓縮系數(shù)，路肩黃土的濕陷系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于行車道黃土的濕陷系數(shù)。以每1m取2個(gè)試樣，分別在中間帶、行車道、路肩位置處進(jìn)行。①中間帶黃土的含水量沿深度方向的變化規(guī)律圖7-8臨渭高速公路中間帶黃土的含水量與深度關(guān)系曲線中間帶含水量在9.76%～16.14%之間變化，其含水量隨深度的增加而增大，在接近地表處含水量值最大為16.09%。說明隨著公路服務(wù)期的增加，外界水分引起對(duì)中間帶黃土含水量的增大。②路肩黃土的含水量沿深度方向的變化規(guī)律圖7-9國(guó)道312線蘭州段路肩黃土的含水量與深度關(guān)系曲線路肩黃土的含水量在11.9%～20.1%之間變化，路肩黃土含水量顯著大于天然含水量，③行車道黃土的含水量沿深度方向的變化規(guī)律圖7-10臨渭高速公路行車黃土道含水量變化圖7-11國(guó)道312線蘭州段行車道黃土含水量變化行車道黃土的含水量隨深度的增加而波動(dòng)減小，含水量值在11.9%～20.1%之間變化，（2）含水量沿寬度方向的變化規(guī)律圖7-12臨渭高速公路斷面2黃土含水量橫向比較圖7-13國(guó)道312線蘭州段斷面3黃土含水量橫向比較可知，在路基的上部，行車道黃土的含水量均高于中間帶、路肩黃土的含水量；在路基的下部，兩者差距逐漸減小。不同地區(qū)路基黃土含水量的變化規(guī)律臨渭高速公路黃土的含水量大于國(guó)道312線蘭州段黃土的含水量。路基黃土的干容重（1）干容重沿深度方向的變化規(guī)律圖7-14臨渭高速中間帶黃土干容重變化圖7-15國(guó)道312線蘭州段路肩黃土干容重變化圖7-16陜西試驗(yàn)路黃土干容重變化圖7-17甘肅試驗(yàn)路黃土干容重變化表明，臨渭高速公路行車道黃土的干容重隨深度的增加而減小國(guó)道312線蘭州段行車道黃土的干容重隨深度的增加呈現(xiàn)波動(dòng)的變化表7-1土質(zhì)路堤壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)填挖類型路面底面計(jì)起深度(cm)壓實(shí)度(%)高速公路一級(jí)公路其他公路路堤上路床0-30>95>93下路床30-80>95>93上路堤80-150>93>90下路堤>150>90>90零填及路塹0-30>95>93（2）干容重沿寬度方向的變化規(guī)律圖7-18臨渭高速公路斷面1黃土干容重變化表明，在路基上部1～3米處行車道黃土的干容重顯著大于中間帶黃土的干容重，隨著深度的增加，這種差別逐漸減小。不同地區(qū)路基黃土的干容重變化規(guī)律路基黃土粒度組成,試驗(yàn)采用英國(guó)進(jìn)口的激光粒度分析儀進(jìn)行粒度測(cè)試。圖7-20行車道黃土粘粒變化圖7-21路肩黃土粘粒變化圖7-22國(guó)道312線蘭州段斷面1黃土粘粒變化圖7-23國(guó)道312線蘭州段斷面3黃土粘粒變化在同一斷面上，在路基工作區(qū)內(nèi)，行車道黃土的粘粒含量小于路肩黃土的粘粒含量，在工作區(qū)以下行車道黃土的粘粒含量大于路肩黃土的粘粒含量,在公路運(yùn)行后行車道中粘粒含量發(fā)生了變化，其次是由于行車荷載反復(fù)作用導(dǎo)致行車道粘粒含量發(fā)生向下移動(dòng)。粉粒含量的變化規(guī)律圖7-24行車道黃土粉粒含量變化圖圖7-25路肩黃土粉粒含量變化圖圖7-26蘭1斷面黃土粉粒變化圖圖7-27蘭3斷面黃土粉粒變化圖行車道黃土的粉粒含量隨深度的增加幾乎沒有變化，路肩黃土的粉粒含量隨深度的增加而緩慢減少。在路基的上部，路肩黃土的粉粒含量顯著大于行車道的，但是在路基的下部，這種差異性沒有體現(xiàn)出來(lái)。砂粒含量的變化規(guī)律圖7-28行車道黃土砂粒變化圖圖7-29路肩黃土砂粒變化圖圖7-30蘭1斷面黃土砂粒變化圖圖7-31蘭3斷面黃土砂粒變化圖行車道黃土的砂粒含量隨深度的增加而波動(dòng)減小。路肩黃土的砂粒含量隨深度的增加呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，與粘粒含量變化規(guī)律恰好相反。對(duì)同一斷面而言，從上到下，路肩黃土砂粒含量的平均值略大于行車道黃土砂粒含量的平均值。劉評(píng)價(jià)：這部分成果不論它的研究意義有多大，具我了解應(yīng)屬于首次，較新，對(duì)后序工作有參考價(jià)值。其中密度、濕度在路堤空間位置的變化過程較有用，而粒度大小在路堤空間位置上的變化規(guī)律在理論上講不通，尤其是粘粒含量在空間分布有變化更是講不通。紅字所示結(jié)論不易為人接受。18，自總結(jié)成果提出了黃土的公路工程分類方案首先是工程地質(zhì)分類法：按照地質(zhì)年代將黃土分為Q1、Q2、Q3、Q4四類。其次是土質(zhì)分類法：提出按比表面積對(duì)黃土進(jìn)行分類，將黃土分為砂黃土、粉黃土和粘黃土。最后是濕陷性分類法：0.015，應(yīng)定為濕陷性黃土；當(dāng)<0.015，定為非濕陷性黃土；當(dāng)0.015，應(yīng)定為自重濕陷性黃土；當(dāng)<0.015，定為非自重濕陷性黃土。它的支撐材料：土質(zhì)分類有兩種分類,一是按土的粒度成分；二是按土的塑性特性。塑性指標(biāo),反映了土的粒度和礦物親水性的綜合影響。國(guó)內(nèi)外已有的土質(zhì)分類方案很多，歸納起來(lái)有三種不同體系：一種是按粒度成分；一種是按塑性指標(biāo)；一種是綜合考慮粒度和塑性的影響。，黃土除用作建筑地基以外，還用作路基填料。黃土路基相繼出現(xiàn)了一些病害，如沉陷、沖刷、滑坡、黃土陷穴等等。將黃土的分類和公路的路用性能結(jié)合起來(lái)，城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ37—90）也是按照工程地質(zhì)分類法將黃土分為Q1、Q2、Q3和Q4四種黃土。在黃土地區(qū)上進(jìn)行的公路工程建筑中，有相當(dāng)大的部分是在馬蘭黃土上進(jìn)行的。在廣大的黃土高原地區(qū)除少數(shù)山嶺外幾乎都被連續(xù)的馬蘭黃土所覆蓋，世界各國(guó)按土質(zhì)分類方法雖然不盡相同，但是分類的依據(jù)則大致相近，一般都是根據(jù)土顆粒的組成特征和土的塑性指標(biāo)即液限（）、塑限（）以及塑性指數(shù)（）或土中有機(jī)質(zhì)存在的情況進(jìn)行劃分。根據(jù)有關(guān)資料的數(shù)據(jù)，對(duì)全國(guó)各地黃土進(jìn)行粒度分析，結(jié)果見表7-4。表7-4全國(guó)各地黃土粒度分析表地名序號(hào)>0.074(mm)0.074～0.002(mm)<0.002(mm)0.074～0.05(mm)0.05～0.01(mm)0.01～0.005(mm)0.005～0.002(mm)0.002～0.001(mm)<0.001(mm)砂粒粉粒粘粒粗粉粒中粉粒細(xì)粉粒極細(xì)粉粒粗粘粒細(xì)粘粒寧夏同心115.180.06.928.547.01.72.80.66.3陜西榆林222.870.36.942.424.01.82.11.15.8陜西佳縣314.978.07.127.746.31.92.10.96.2山西保德420.568.910.639.124.12.33.42.08.6陜西吳堡512.775.911.423.342.05.55.12.49.0陜西靖邊611.180.78.222.549.25.63.41.86.4陜西綏德711.381.27.620.852.73.54.21.66.0陜西吳旗157.278.114.715.049.07.36.83.211.5陜西安塞166.482.411.212.659.06.24.62.29.0陜西子長(zhǎng)176.381.112.612.758.86.23.41.611.0甘肅蘭州186.579.913.612.255.28.24.32.011.6榆林雙山196.078.016.012.054.06.06.02.113.9陜西延長(zhǎng)205.976.517.612.152.86.05.62.615.0寧夏西吉215.272.921.910.846.08.87.33.718.2陜西清澗225.180.214.710.257.77.84.52.112.6山西臨縣234.278.417.48.857.87.24.62.415.0甘肅定西244.574.121.48.048.09.58.64.417.0寧夏固原254.376.419.38.452.67.48.04.115.2甘肅平?jīng)?65.174.620.310.946.510.56.73.516.8甘肅慶陽(yáng)274.680.315.19.455.08.27.73.911.2河南陜縣283.984.110.08.149.014.013.02.37.7陜西甘泉293.678.218.27.458.07.05.82.715.5

續(xù)表7-4

地名序號(hào)>0.074(mm)0.074～0.002(mm)<0.002(mm)0.074～0.05(mm)0.05～0.01(mm)0.01～0.005(mm)0.005～0.002(mm)0.002～0.001(mm)<0.001(mm)砂粒粉粒粘粒粗粉粒中粉粒細(xì)粉粒極細(xì)粉粒粗粘粒細(xì)粘粒西峰313.581.516.07.052.014.58.03.112.9陜西洛川323.080.416.06.952.014.07.52.513.5陜西黃陵333.576.919.67.054.87.77.43.815.8陜西宜川343.978.018.18.255.48.36.13.115.0山西離石353.876.020.27.254.08.56.33.217.0山西交口363.972.423.77.850.38.06.33.220.5山西隰縣377.373.019.714.746.36.75.32.717.0山西臨汾383.176.220.76.753.58.77.33.717.0陜西長(zhǎng)武1393.582.713.86.151.215.59.92.411.4甘肅隴西403.368.128.66.745.99.16.43.724.9甘肅通渭412.468.928.74.648.29.56.63.924.8甘肅秦安433.671.924.67.644.810.09.55.619.0甘肅天水443.175.521.45.951.011.07.64.417.0甘肅涇川453.074.422.67.049.09.88.65.117.5甘肅寧縣463.175.221.76.350.010.48.54.717.0陜西長(zhǎng)武2471.974.623.54.152.89.18.65.018.5陜西咸陽(yáng)482.874.123.15.449.012.07.74.119.0陜西渭南491.775.023.33.351.010.010.76.317.0山西萬(wàn)榮501.972.325.84.149.59.59.25.320.5山西翼城513.870.325.98.144.59.18.64.721.2陜西永壽522.669.927.64.945.010.59.55.622.0陜西武功1532.476.621.04.642.017.013.04.316.7陜西武功2542.378.519.44.447.815.011.36.612.8陜西禮泉551.669.928.53.440.014.811.77.521.0陜西西安561.683.914.53.448.016.516.04.310.2陜西長(zhǎng)安571.971.027.14.145.011.510.46.121.0標(biāo)準(zhǔn)差4.95.76.98.18.13.52.81.65.6平均值6.077.317.310.750.78.97.03.214.0變異系數(shù)81.77.339.976.115.939.340.050.440.0由表7-4可以看出，在黃土的各個(gè)粒徑中變化范圍為：砂粒含量大約在1.6%—22.8%，粉粒含量為絕大部分68.9%—90.1%，粘粒含量在3%—29%之間變化；其中粉粒中0.05～0.01mm級(jí)粗粉粒顆粒占粉粒的90%左右，粘粒中<0.01mm細(xì)粘粒含量較大，約占粘粒含量70%左右。整體變異性大小排列順序?yàn)椋荷傲?gt;細(xì)粘粒>粗粘粒>細(xì)粉粒>中粉粒>粗粉粒；即變異性最大的就是砂粒，其次是粘粒，最后是粉粒。繪制各粒組含量與隨地區(qū)變化的折線圖（圖7-32）圖7-32黃土中各粒組含量與地區(qū)之間關(guān)系曲線由圖7-32可以看出，從北到南，黃土中砂粒含量逐漸減少，粘粒含量逐漸增加，粉粒含量變化不大，總體上呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。根據(jù)粘粒含量對(duì)黃土進(jìn)行分類結(jié)果見表7-5。表7-5按粒度進(jìn)行分類分類粘粒含量(%)砂粒含量（%）粉粒含量（%）砂黃土6～1313～2466～81粉黃土2～132～1374～95粘黃土13～30<1369～84根據(jù)表7-5的分類方法對(duì)全國(guó)各地的黃土進(jìn)行粒度分類，結(jié)果見表7-6。表7-6全國(guó)各地黃土的粒度分類地名序號(hào)砂粒含量(%)粉粒含量(%)粘粒含量(%)粒度分類寧夏同心115.1806.9砂黃土陜西佳縣314.9787.1陜西榆林222.870.36.9山西保德420.568.910.6陜西吳堡512.775.911.4粉黃土陜西靖邊611.180.78.2陜西子長(zhǎng)176.381.112.6粉黃土陜西綏德711.381.27.6陜西安塞166.482.411.2河南陜縣283.984.110甘肅涇川45374.422.6粘黃土陜西長(zhǎng)武2471.974.623.5甘肅平?jīng)?65.174.620.3陜西渭南491.77523.3甘肅寧縣463.175.221.7甘肅天水443.175.521.4山西離石353.87620.2山西臨汾383.176.220.7寧夏固原254.376.419.3陜西延長(zhǎng)205.976.517.6陜西武功1532.476.621陜西黃陵333.576.919.6陜西洛川303.777.518.9陜西宜川343.97818.1榆林雙山1967816陜西吳旗157.278.114.7陜西甘泉293.678.218.2山西臨縣234.278.417.4陜西武功2542.378.519.4甘肅蘭州186.579.913.6陜西清澗225.180.214.7甘肅慶陽(yáng)274.680.315.1陜西洛川32380.416西峰313.581.516陜西長(zhǎng)武1393.582.713.8陜西西安561.683.914.5。朱慕仁研究表明，黃土地基承載力與黃土的塑性指數(shù)符合正態(tài)分布曲線關(guān)系。對(duì)黃土來(lái)說，塑性指數(shù)仍然是分類定名的良好指標(biāo)，并以它為基礎(chǔ)把黃土區(qū)分為：砂黃土(4≤Ip<9)，粉黃土(9≤Ip<17)，粘黃土(Ip≥17)，并將粉黃土再分為粉質(zhì)黃土(9≤Ip<15)和粘質(zhì)粉黃土(15≤Ip<17)兩個(gè)亞類，將粘黃土再分為粉質(zhì)粘黃土(17≤Ip<20)和粘黃土(Ip≥20)兩個(gè)亞類。塑性指數(shù)分類具有明顯的工程意義，它不僅能反映黃土本身固有特性，而且亦能反映黃土地基承載力的大小，可以以塑性指數(shù)為指標(biāo)將黃土分為：為砂黃土，為粉黃土，為粘黃土?！豆仿坊O(shè)計(jì)規(guī)范》（TJT013-86）中將公路用土分為砂土、砂性土、粉性土、粘性土及重粘土五大類，各類土又分為若干亞類（表7-7）。該分類方法除考慮粒度成分外，還考慮了土的塑性指數(shù)及液限大小。參考公路路基土的分類辦法，將粒度分類和塑性指數(shù)分類結(jié)合起來(lái)對(duì)黃土進(jìn)行分類，結(jié)果見表7-8。表7-8按粒度和塑性指數(shù)分類分類粘粒含量(%)砂粒含量(%)粉粒含量(%)塑性指數(shù)砂黃土6～1313～2466～81粉黃土2～132～1374～95粘黃土13～30<1369～84按照比表面積分類擬定黃土的分類方案（表7-10）表7-10以為標(biāo)準(zhǔn)的黃土的分類土名砂黃土粉黃土粘黃土(100g)<1010～18>18>0.5080.508～0.96>0.96具體操作步驟為：（1）采用100克平衡錘測(cè)出任意三個(gè)不同含水量下錐尖的下沉深度，繪制下沉深度與含水量的關(guān)系曲線；（2）根據(jù)的關(guān)系曲線，利用公式得到比表面積的值。（3）在的關(guān)系曲線上，查得液限和塑限。其中液限是以錐尖入土深度為20mm時(shí)所對(duì)應(yīng)的含水量，塑限是以錐尖入土深度為2.3mm時(shí)所對(duì)應(yīng)的含水量。由液限和塑限的值，算出塑性指數(shù)。（4）根據(jù)塑性指數(shù)的值和比表面積的值由表7-10查出黃土的分類。工程建筑分類。對(duì)黃土來(lái)說，就是它的濕陷性分類。土的第三級(jí)分類是工程建筑分類。在公路公路工程領(lǐng)域中判定黃土的濕陷性可以參照濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：當(dāng)0.015，應(yīng)定為濕陷性黃土；當(dāng)<0.015，定為非濕陷性黃土；當(dāng)0.015，應(yīng)定為自重濕陷性黃土；當(dāng)<0.015，定為非自重濕陷性黃土。劉評(píng)價(jià)：成果強(qiáng)調(diào)的是黃土的路用分類，路用區(qū)別于其它工程的特點(diǎn)是土被作為填方材料，作為構(gòu)造物周圍介質(zhì)，邊坡有穩(wěn)定問題。地質(zhì)成因分類、濕陷大小分類與其它分類法相同，提出的土質(zhì)分類法將黃土分為砂黃土、粉黃土、粘黃土有地區(qū)分布規(guī)律也有新意，但沒提出分類和路用工程的力學(xué)、壓實(shí)和穩(wěn)定性的關(guān)系。沒有提出這些關(guān)系，新定名的分類法就不易為行業(yè)認(rèn)同，也不易與原分類積累的經(jīng)驗(yàn)資料接軌。報(bào)告中用濕陷系數(shù)作為黃土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)提法不合適，因?yàn)闈裣菹禂?shù)大小還屬于土性，與工程沒直接關(guān)系。19.自總結(jié)成果從濕陷系數(shù)的測(cè)定、構(gòu)造物等級(jí)的劃分、濕陷類型的劃分以及濕陷等級(jí)的判定等方面提出了公路工程中濕陷性黃土地基評(píng)價(jià)的建議方法。它的支撐材料：公路工程中濕陷性黃土地基評(píng)價(jià)方法的建議（1）對(duì)于填土高度<10m的一般路基，可按200kPa的壓力測(cè)定黃土的濕陷系數(shù)進(jìn)行判定；對(duì)于填土高度>10m的高路堤、大中橋、立交橋等重要構(gòu)造物，當(dāng)基底壓力大于300kPa時(shí)，按實(shí)際壓力測(cè)定黃土的濕陷系數(shù)進(jìn)行判定為宜。（2）對(duì)于挖方路塹應(yīng)結(jié)合工程的實(shí)際情況，根據(jù)路面結(jié)構(gòu)鋪裝后，考慮行車荷載下的基底應(yīng)力和改變后的黃土場(chǎng)地情況判斷黃土和黃土場(chǎng)地的濕陷性。如果地基評(píng)價(jià)深度范圍內(nèi)的應(yīng)力小于濕陷起始?jí)毫?，可認(rèn)為黃土不會(huì)產(chǎn)生濕陷，基底不需特別處理，但應(yīng)做好深路塹段的防排水設(shè)施。（3）根據(jù)公路構(gòu)造物的重要性，地基受水浸濕可能性的大小及構(gòu)造物抵抗變形的能力，借鑒黃土地區(qū)已建或在建公路項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，綜合前人的各類劃分方法，初步擬定黃土地區(qū)高速公路、一級(jí)公路構(gòu)造物等級(jí)的劃分方案（表7-4?）。（4）在進(jìn)行建筑場(chǎng)地濕陷類型劃分時(shí)，自重濕陷系數(shù)可從黃土的濕陷特性δs～P曲線求得，其對(duì)應(yīng)的壓力為設(shè)計(jì)地面標(biāo)高上覆土的飽和自重壓力。（5）濕陷等級(jí)的判定：以實(shí)際壓力下的濕陷系數(shù)為計(jì)算參數(shù)；濕性土層計(jì)算深度為：對(duì)公路黃土地基，如路堤高度較小，可采用5m的計(jì)算深度。對(duì)于高路堤、大中橋、立交橋等重要構(gòu)造物，由于基底壓力很大，可根據(jù)沉降計(jì)算中壓縮層深度確定方法，即根據(jù)附加應(yīng)力與總應(yīng)力（附加應(yīng)力與上覆土的飽和自重應(yīng)力）的比值達(dá)某一定值（如0.2）來(lái)確定壓縮層的下限。（6）現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的黃土濕陷性評(píng)價(jià)方法均是在黃土充分浸水條件下進(jìn)行的，建議以可能濕陷勢(shì)的設(shè)計(jì)思想逐漸取代最大濕陷勢(shì)的設(shè)計(jì)思想。劉評(píng)價(jià)：建議內(nèi)容與國(guó)標(biāo)類同，沒有反映公路行業(yè)特點(diǎn)。若要反映行業(yè)特點(diǎn)，應(yīng)提出場(chǎng)地分類與國(guó)標(biāo)不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)成果。20.自總結(jié)成果壓實(shí)黃土的回彈模量隨干密度的增加而增大，隨含水量的增加而減小，隨著齡期的增長(zhǎng)有一定的提高。壓實(shí)黃土的回彈模量與壓實(shí)度和稠度指標(biāo)具有良好的相關(guān)關(guān)系，不同地區(qū)、不同土質(zhì)的回歸關(guān)系結(jié)果不同。它的支撐材料：現(xiàn)行路面(瀝青、水泥)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定確定土基回彈模量的方法有3種，即查表法、室內(nèi)試驗(yàn)法和野外承載板法。對(duì)于新建公路，設(shè)計(jì)時(shí)多采用《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ014-97)中的參考值即查表法。舊規(guī)范查表法是在過去70年代從輕型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的土基上，在不利季節(jié)調(diào)查、考慮不利年份、測(cè)定整理提出來(lái)的。新規(guī)范中的土基回彈模量建議值是在老規(guī)范的基礎(chǔ)上，考慮了實(shí)行重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)土基回彈模量應(yīng)提高，乘以一定的系數(shù)制定總結(jié)出來(lái)的，野外現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行承載板法能較好的反映土基的狀況是一種很好的方法，但它需要在最不利季節(jié)對(duì)土基進(jìn)行測(cè)定，而且在一條路未成型之前，無(wú)法進(jìn)行測(cè)定，室內(nèi)試驗(yàn)法測(cè)定回彈模量由于未考慮不利條件以及試驗(yàn)條件與現(xiàn)場(chǎng)存在差異，不能直接用于公路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。擊實(shí)黃土的回彈模量（1）擊實(shí)次數(shù)與干密度及回彈模量的關(guān)系在最佳含水量下采用重型擊實(shí)試驗(yàn)制備不同擊實(shí)次數(shù)的黃土試件，根據(jù)《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行回彈模量試驗(yàn)，得到的擊實(shí)次數(shù)與干密度及回彈模量的關(guān)系（圖4-8和4-9）。圖4-8擊實(shí)次數(shù)與干密度和回彈模量的關(guān)系圖4-9干密度-回彈模量關(guān)系從圖4-8和圖4-9可以看出，隨著擊實(shí)次數(shù)的增加，黃土干密度在增大，回彈模量也在增加。單看干密度與回彈模量的關(guān)系（圖4-9），回彈模量隨干密度的增大而增加，經(jīng)擬合，發(fā)現(xiàn)冪函數(shù)的形式較好，即回彈模量與干密度的回歸關(guān)系為：（2）相同干密度條件下含水量與回彈模量的關(guān)系為分析含水量對(duì)回彈模量的影響，確定干密度這一指標(biāo)不變，即在不同含水量下施加不同的擊實(shí)功以得到相同的干密度。試驗(yàn)結(jié)果如圖4-10。圖4-10回彈模量與含水量關(guān)系由試驗(yàn)結(jié)果可知：在每一種干密度條件下，回彈模量都是隨著含水量的增大而減小，通過對(duì)回彈模量與含水量的數(shù)學(xué)擬合，發(fā)現(xiàn)冪函數(shù)的形式較好，對(duì)于干密度為1.814g/cm3和干密度為1.862g/cm3，其回彈模量與含水量的數(shù)學(xué)方程為：回彈模量與稠度和壓實(shí)度的關(guān)系表4-6是陜西西戶高速公路黃土路基回彈模量與壓實(shí)度和稠度的關(guān)系。試驗(yàn)段土質(zhì)為中液限粘土，最佳含水量為14%，液限指數(shù)為38%。試驗(yàn)時(shí)間為關(guān)中地區(qū)的夏季，試驗(yàn)前后均無(wú)降雨，試驗(yàn)段屬于中高路基，填土較高，排水良好，地下水位的臨界高度大于3m，路基處于干燥狀態(tài)。表4-6試驗(yàn)段測(cè)得土基頂面回彈模量數(shù)據(jù)測(cè)點(diǎn)土基回彈模量(MPa)壓實(shí)度K(%)含水量W(%)稠度Wc1168.895.616.211.302175.196.114.591.393161.896.714.771.384120.596.115.81.325144.698.914.771.386148.897.215.121.367168.398.915.311.358150.996.713.461.469155.896.114.41.4010215.89513.761.441114596.714.531.4012115.996.115.871.3213109.39516.121.3014170.796.713.451.4615155.595.611.881.5516151.796.114.171.4217152.6596.4714.641.39經(jīng)擬合，其回歸方程為：經(jīng)擬合，其回歸方程為：表4-7為河南某黃土狀低液限粘土路基回彈模量與壓實(shí)度和稠度的關(guān)系。表4-7河南某黃土路基回彈模量與壓實(shí)度和稠度的關(guān)系測(cè)點(diǎn)土基回彈模量(MPa)壓實(shí)度K(%)含水量W(%)稠度WcK0+13558.196.412.31.42+18567.2199.110.781.58+23567.2198.711.61.49+28571.8799.311.231.53+33566.4998.411.61.49+38566.3697.711.631.49+43569.7999.211.251.53+48572.89100.311.211.54+53564.8597.510.431.62+58569.1998.411.381.52經(jīng)擬合，其回歸方程為：R=0.927結(jié)果表明，回彈模量與壓實(shí)度和稠度指標(biāo)具有良好的相關(guān)關(guān)系。并且可可以看出，不同地區(qū)不同土質(zhì)其回歸關(guān)系是不相同的。通過這樣一種試驗(yàn)步驟予以驗(yàn)證齡期對(duì)表強(qiáng)度的效應(yīng)。這就是用一種土壓實(shí)成兩個(gè)條件完全一樣的試件，一個(gè)試件在達(dá)到設(shè)定的齡期之后立即試驗(yàn)，另一個(gè)在達(dá)到相同齡期之后，再加以重塑和壓實(shí)使破壞觸變效應(yīng)后再進(jìn)行試驗(yàn)。在最佳含水量下按不同擊實(shí)次數(shù)擊實(shí)成型兩種不同干密度的黃土，分別放置0天、7天、15天、30天進(jìn)行回彈模量試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見圖4-11。圖4-11回彈模量與齡期的關(guān)系曲線試驗(yàn)結(jié)果表明（圖4-11），觸變特性對(duì)壓實(shí)黃土的性狀有著顯著的影響，隨著齡期的增長(zhǎng)回彈模量有一定提高。這種增長(zhǎng)隨齡期增大而趨緩直至土體達(dá)到一種平衡。不同壓實(shí)條件下黃土的回彈模量試驗(yàn)，試驗(yàn)參數(shù)和結(jié)果如表4-8和圖4-12。表4-8振動(dòng)壓實(shí)參數(shù)振實(shí)條件激振力(N)靜面壓力(kPa)頻率(Hz)振幅(mm)S5X9JJ307612117301.7S3X6JJ301041.9S3X6JJ6068381.71圖4-12不同振實(shí)條件下含水量對(duì)回彈模量的影響從含水量對(duì)回彈模量的影響曲線（圖4-12）可以看出，不管壓實(shí)條件如何，回彈模量隨含水量的增加總是減小的，而且壓實(shí)功越大回彈模量隨含水量的增加減小幅度越大。振動(dòng)壓實(shí)黃土的回彈模量與擊實(shí)黃土的回彈模量圖4-13振實(shí)與擊實(shí)黃土的回彈模量與含水量的關(guān)系振動(dòng)壓實(shí)得到的最佳含水量、最大干密度都比室內(nèi)擊實(shí)的要小，而回彈模量試驗(yàn)結(jié)果表明振動(dòng)壓實(shí)黃土的回彈模量比室內(nèi)擊實(shí)黃土的回彈模量要大土基回彈模量E0值是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)非常重要的參數(shù)。土基強(qiáng)弱不僅直接影響路表彎沉值的大小和路面使用壽命的長(zhǎng)短，而且直接影響到路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)厚度的大小。例如同樣干密度條件下振動(dòng)壓實(shí)黃土的回彈模量一般較室內(nèi)擊實(shí)成型的黃土大。野外現(xiàn)場(chǎng)通常采用在土基頂面用承載板逐級(jí)加載卸載測(cè)出每級(jí)荷載相應(yīng)的回彈變形值，通過計(jì)算求得土基的回彈模量值。但是這種方法需要是在最不利季節(jié)測(cè)定，實(shí)際工作中應(yīng)用較少。室內(nèi)試驗(yàn)一般要求按照最佳含水量擊實(shí)試件測(cè)定回彈模量,許多公路科研設(shè)計(jì)人員著力于室內(nèi)試驗(yàn)值與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)值的關(guān)系分析。使得土基回彈模量這個(gè)重要的路面設(shè)計(jì)參數(shù)只能更多的求助于查表這種比較粗略的手段。為了盡可能模擬現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況在室內(nèi)進(jìn)行回彈模量試驗(yàn)時(shí)，提出以下幾點(diǎn)建議：（1）現(xiàn)行的《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》中回彈模量試驗(yàn)都是采用擊實(shí)成型的方式進(jìn)行的，然而，振動(dòng)壓實(shí)已成為筑路工程最常用的壓實(shí)方式，采用靜力壓實(shí)成型的方式已不能反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的工況。故建議有條件時(shí)盡可能采用室內(nèi)振動(dòng)壓實(shí)成型的方式進(jìn)行。（2）現(xiàn)行的《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》中回彈模量試驗(yàn)規(guī)定在最佳含水量情況下進(jìn)行的，而現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)要求在春融期最不利條件下進(jìn)行。故建議室內(nèi)回彈模量試驗(yàn)應(yīng)在較大含水量條件下進(jìn)行，并盡可能與現(xiàn)場(chǎng)含水量、壓實(shí)度保持一致。如室內(nèi)在最佳含水量下求得的回彈模量應(yīng)考慮不利季節(jié)和不利年份的影響，乘以折減系數(shù)λ。根據(jù)設(shè)計(jì)路段的路基臨界高度及相應(yīng)的路基干濕類型及土基含水量，確定代表不利季節(jié)土基的稠度值，當(dāng)調(diào)查資料不足時(shí)，按路基土的干濕類型，查規(guī)范土基稠度值，并與其分界稠度比較來(lái)確定λ值（表4-9）。表4-9折減系數(shù)λ土基稠度折減系數(shù)λ0.90.80.7注：—干燥狀態(tài)下路基常見下限稠度；—干燥和中濕狀態(tài)的分界稠度。