合肥至六安高速公路膨胀土工程特性研究__墨水学术,论文发表,发表

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摘要：膨胀土在安徽中部广泛分布，膨胀土的胀缩性直接影响着道路稳定的安全性，切实做好膨胀土地区填料改良是确保公路工程建设质量的关键所在。合肥至六安高速公路是上海-武威国家重点公路的一段，限于环境条件，不得不采用膨胀土作为路堤填料。本文结合合六高速公路工程研究膨胀土的工程特性，试验成果对全线膨胀土的治理及施工具有重要意义，也为研究安徽地区膨胀土的工程特性提供有益的参考与借鉴作用。
 关键词：合六高速公路；膨胀土；最大干密度；压实度 

 
1    概述
膨胀土是颗粒高分散、成分以粘土矿物为主、对环境的湿热变化敏感的高塑性粘土，其吸水膨胀软化、失水收缩干裂的特性使膨胀土地区的房屋建筑、铁路、公路、机场、水利工程等经常遭受巨大的破坏，给世界各国造成巨大的经济损失，同时这种危害随着工程建设事业的迅速发展而更加严重。
合肥至六安高速公路是上海-武威国家重点公路的一段，也是西部开发大通道南京-西安高速公路的重要组成部分[1]。膨胀土主要分布于推荐线K00+000~K60+850、K66+400~K68+850、K69+400~ K80+750、K83+700~K89+550段及比较线BK77+ 200~BK81+250、BK84+200~BK90+000段，限于环境条件，不得不采用膨胀土作为路堤填料。
由于膨胀土具有很高的粘聚性，如果含水量高的膨胀土直接用作路基填料，将会增加施工难度，延长工期，并且质量难以保证。膨胀土路基遇雨水浸泡后，土体膨胀；若在干燥季节，随着水分的散失，土体将严重干缩龟裂，雨水可通过裂缝直接灌入土体深处，使土体深度膨胀湿软，从而丧失承载能力，且由于膨胀土具有极强的亲水性，土体愈干燥密实，其亲水性愈强，膨胀量愈大，当膨胀受到约束时，土体中会产生膨胀力，当这种膨胀力超过上部荷载或临界荷载时，路基出现严重的崩解，从而造成路基局部坍塌、隆起或裂缝。归结起来，就是强度低和反复的胀缩变形危害路基的稳定和变形[2-5]。
在膨胀土地区另一个严重的工程问题就是边坡变形。由于大气物理风化作用和湿胀干缩效应，边坡土块崩解，土体抗剪强度衰减，而造成边坡的溜塌、滑坡等变形病害现象十分突出，而常常使路基的坚实和稳定性遭受破坏，造成线路失稳，影响行车安全。
本文结合实际工程研究膨胀土的工程特性，试验成果对全线膨胀土的治理及施工具有重要意义，也为研究安徽地区膨胀土的工程特性提供有益的参考与借鉴作用。
2    膨胀土基本物性指标
合六高速公路膨胀土基本物性指标列于表1，指标的分布特征见图1-图6所示。  

 
从以上图表可以看出，本次试验所取土样均为高液限粘土，是一种高塑性粘土，具中-弱膨胀性。
从图中可以看出，皖中西部膨胀土各项指标均具有近似正态分布的特征。自由膨胀率、液限、塑性指数、标准吸湿含水量、<0.002mm胶粒含量值的分布区间很大，说明该地区膨胀土膨胀潜势地区差异较大。皖中膨胀土自由膨胀率均值为49.40 %，液限均值为52.01%，塑性指数均值为28.94，标准吸湿含水量均值为5.34%，<0.002mm胶粒含量均值为37.13%。
分析以上几项指标的均值，根据规范推荐的划分标准，液限、塑性指数、<0.002mm胶粒含量均处于弱-中膨胀土划分界限附近，根据膨胀土膨胀潜势综合指标分析方法，可以得出皖中西部膨胀土膨胀潜势平均水平在弱-中分界附近，且在这个值附近具有近似正态分布的特征。
共有50%的土样的自由膨胀率值大小落在40%-58%之间，液限落在46%-56%之间，塑性指数落在24.3-32.1之间，标准吸湿含水量落在4.2%-5.3%之间，<0.002mm胶粒含量落在33%-37%之间；根据以上数据同时结合指标正态分布特点，可知，皖中膨胀土主要以弱偏中、中膨胀土为主。
同时还可以看出皖中膨胀土自由膨胀率

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