某道路场地岩土物理力学性质分析与评价

符兴义　征西遥　李朝利　曹光怀

【摘 要】通过对某道路场地的土层进行勘察和现场岩土进行物理性质实验，试验内容包括圆锥动力触探、现场直剪实验、锚杆抗拔试验等。现场原位试验严格按照规程规范操作，数据可靠，包括现场直剪试验、锚杆抗拔试验等。根据系列数据和实验结果研究分析出场地土层物理力学性质，采用现场直剪试验、抗拔试验确定岩土体抗剪强度指标及水泥砂浆与岩土间粘结强度。

【关键词】物理性质；直剪试验；抗拔实验

0 引言

所试验地区的土层和环境经过一系列的施工和开发，岩土埋深和性质已经有了明显的改变，为给施工提供比较准确的岩土物理性质，在对该地区勘察的同时，对岩土进行了系列的试验。试验内容包括圆锥动力触探、现场直剪实验、锚杆抗拔试验等。现场原位试验严格按照规程规范操作，数据可靠，包括现场直剪试验、锚杆抗拔试验等。直剪及抗拔试验委托有相应资质的公司及单位完成，检测资质、质量认证齐全，测试成果资料质量符合相关规程、规范要求。

1 地层岩性

试验区岩性由新到老主要为第四系全新统素填土、填筑土（Q4ml）、第四系全新统粉质粘土层（Q4dl+el）、第四系中更新统昔格达组地层（QⅡfgl）和华力西期花岗岩（γ）。各岩土层特征描述如下：

①1素填土（Q4ml）：浅黄色、局部为杂色，成分主要为粉质粘土、昔格达组泥岩粉砂岩碎块及碎屑等组成，干～稍湿，松散。该层主要为平整场地和公路开挖形成，分布不均匀，回填时间约3年，厚度1.0～14m不等，在场地局部地段均有分布。

①2填筑土（Q4ml）：灰白色，主要由花岗岩碎块及碎屑等组成，干，中密状，经分层碾压回填，揭露最大厚度为18m。

②粉质粘土（Q4dl+el）：浅黄色，含少量昔格达组泥岩粉砂岩碎屑，见铁锰质浸染。稍湿，可塑状。该层主要分布在表层，厚度小，钻探揭露厚度为0.9～4.9m。

③昔格达组泥岩、粉砂岩（QⅡfgl）：

昔格达组泥岩：浅黄色，矿物成分主要由粘土矿物等组成，泥质结构。

昔格达组粉砂岩：浅黄色，矿物成分主要由长石、石英等组成，粉砂质结构。

上述两种岩土层均为薄层状构造，水平层理，半成岩状态，胶结较好，遇水易崩解。岩芯层砂状、块状。

④华力西期强风化花岗岩（γ）：灰白色，节理裂隙很发育，裂隙面可见褐黄色铁锰质侵染，岩石中大部分矿物有风化蚀变现象，岩石多呈碎块状、块状，干钻困难，清水钻进岩芯呈粗砂状，碎块状，碎块状岩芯手捏可碎。

2 岩土实验内容

2.1 圆锥动力触探

在第四系全新统素填土进行了N63.5动力触探试验，试验统计结果见表1。

试验结果表明：第四系全新统素填土为松散状态，均匀性差，中等变异性，回填时间段，承载力低。

2.2 现场直剪试验

为计算评价场地的整体稳定性，在场地选取9个地段进行抗剪强度试验，获取了昔格达组泥岩、昔格达组粉砂岩及泥岩和粉砂岩层面的抗剪强度，试验结果见表2：

根据直剪测试结果，昔格达组泥岩内聚力平均值为28.9kPa，内摩擦角平均值为24°，昔格达组粉砂岩内聚力平均值为26.2 kPa，内摩擦角平均值为28.3°。根据室内试验测试结果，昔格达组泥岩内聚力平均值为29.1kPa，内摩擦角平均值为24.5°，昔格达组粉砂岩内聚力平均值为26.6 kPa，内摩擦角平均值为28.5°。室内和现场试验昔格达组粉砂岩的内聚力和内摩擦角和室内取样测试结果基本一致，现场试验平均值较室内取样测试结果稍偏低，这是因为直剪试验测试位置主要集中在土体表层，表层土受风化影响所致。

2.3 锚杆抗拔试验

为准确提供昔格达组泥岩、粉砂岩与砂浆的粘结强度，在场地内作了3个抗拔试验，土层为昔格达组地层，锚固深度分别为3m、4m和5m，孔径为110mm，灌孔材料采用M30的水泥砂浆，进行压力为 0.3MPa的压力灌浆，砂浆龄期为28天，测试成果见表3：

本次试验的3组2*28锚杆，其中1#锚杆加载值达到荷载360.1kN时，持荷期间，锚头位移不收敛，取极限承载力标准值为348.8kN；2#锚杆加载值达到荷载297.3kN时，持荷期间，锚头位移不收敛，取极限承载力标准值为286.9kN；3#锚杆加载值达到荷载232.2kN时，持荷期间，锚头位移不收敛，取极限承载力标准值为221.8kN。卸载后，坡面锚固体有砂浆与土块脱落等现象。经过对试验数据的计算分析、处理，根据《建筑边坡工程技术规程》GB50330—2002第C.2.9判断：本次试验的3组2*28试验锚杆的水泥砂浆与岩土间粘结强度特征值为94.5 kpa。

抗拔试验位置分布在表层，受地表风化影响，胶结程度较下部地层差，测试成果为 91.8～97.3 kPa，平均值为94.5 kPa。2011年P线道路边坡施工进行锚杆试验时，对下部胶结较好的地层测试，其抗拔试验粘结强度为108kPa，根据两次测试成果的粘结强度综合取值为100 kPa。

3 结语与建议

①第四系全新统素填土地层条件差，建议对上部素填土采用抗滑桩支挡，以确保道路的安全畅通，下部昔格达组地层进行放坡或采用坡面锚杆（索）支护。

②昔格达组地层遇水易崩解，因此做好场地的排水系统，场地后缘设置截水沟，场地内设置排水沟，必要时对坡面进行封闭处理。

【参考文献】

[1]李熙云.土工试验成果的合理性分析[J].科技信息，2010（31）：698-699.

[2]岩土工程勘察规范 GB50021-2001[S].2009.

[3]土工试验方法标准 GB/T50123-1999[S].

[4]工程地质钻探规程 DZ/T0017-91[S].

[责任编辑：杨玉洁]