煤矸石做路基填料击实过程含水量的变化规律

柴亚南 任亚鹏 李晓芳

摘要：通过不同煤矸石在不同含水量下的击实实验，研究煤矸石击实前后含水量的变化规律，探讨规律产生的机理，以期保证路基施工质量。

关键词：煤矸石、重型击实、含水量

前言

煤矸石是在煤矿生产过程中产生的一种含碳量低，较坚硬的岩石，矸石做路基填料不同于土，也不同于碎石，天然煤矸石的大矸石比例过高，细小颗粒比例含量较低，用作路基填料时在压实过程中含水量变化规律难以控制，但是在压实过程中岩块会破碎，使级配条件不断得到改善，从而通过室内击实实验来研究含水量的规律性变化，可以改善煤矸石施工时含水量控制难易程度，更好的保证施工性能。

2.煤矸石击实过程实验研究

2.1实验要求

选取河北地区某矿的典型煤矸石为实验材料,进行标准重型击实试验,为保证击实能有效地模拟实际路基的压实效果，实验要求如表1所示。

（1）在击实过程结束后1#试样的含水量变化范围为8.5%～11.3%，2#试样的含水量变化范围为7.6%～10.2%，3#试样的含水量变化范围为10.9%～13.2%。击实后的含水量与击实前相比较都有所变化，其中含水量变化幅度最大能达到

9%。

（2）当击实前试样的含水量低于最佳含水量时，在击实过程结束后试样的的含水量呈现增长的趋势，当击实前试样的含水量约等于最佳含水量时，在击实过程结束后试样的的含水量与击实前前的含水量无明显的变化，当击实前试样的含水量高于最佳含水量时，在击实过程结束后试样的的含水量呈现减小的趋势。

（3）由于1#试样、2#试样和3#试样煤矸石的形成条件及粒径的分布规律不同其击实前后的含水量变化规律有所不同。

3.煤矸石击实过程含水量变化的机理

标准击实试验是在室内通过施加冲击荷载对煤矸石试样进行压实来模拟现场施工状况，获得压实的最大干密度和相应的最佳含水率,再结合现场土的密度，从而得出填土的压实度，以提供在路基压实过程中的控制指标。击实试验法的平均单位击实功值是一个基准值，有严格的实验条件限制，试样为有侧限土体。有侧限的土体在一定的击实功的动力夯击下,土的微观结构也发生了一系列变化,从松散集粒结构→紧密集粒结构→镶嵌结构→紊流状结构→定向排列结构。土体中的水在击实功的作用下逐渐和土颗粒结合在一起，当含水量较小时土体中的水能够通过孔隙率和土体充分接触，随着击实次数的增加土体变得密实，土体能够尽可能多的吸收水量。当含水量较大时，随着压实功的增加孔隙率逐渐减小，当土体中的孔隙率被水完全占据时多余的水分不能通过空隙与土体接触，多余的水分被挤压出去导致压实后的含水量变小。

4.结语

煤矸石作为路基填料，一方面减少了煤矸石对环境的污染，另外一方面节约了宝贵的土地资源，具有良好的社会及经济效益，煤矸石做路基填料应选用自然级配较好的煤矸石，且其压碎值、塑性指数、单轴抗压强度、承载比CBR等力学指标应能满足规范要求。

参考文献

[1] JTG E40—2007,公路土工试验规程[S].

[2] 李文琴、任磊、皮景坤. 击实实验与路基压实度微观机理的探讨[J].山西建筑,2010 (9):265-266

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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。