风积沙相对密度研究成果

风积沙的最大干密度与最小干密度取决于风积沙的比重及其粒度组成（级配）。已有的研究成果表明，对于一般的砂（河砂、海砂、残积砂等），当砂粒最紧密排列时（也就是处在最大干密度状态），孔隙度一般在20%～30%；当砂粒最疏松排列时（也就是处在最小干密度状态），孔隙度一般在35%～45%。但风积沙由于其分选好（也就是级配差），故其孔隙度一般要比处于同样状态的其他砂高。

塔克拉玛干沙漠和古尔班通古特沙漠风积沙相对密度试验结果如图2-5和表2-11所示。

图2-5　试验样品的相对密度变化曲线

表2-11　试验样品的级配指标(www.xing528.com)

由0＃～1＃系列的试验数据分析可知，随着风积沙样中粉黏粒含量的增加，试验样品的比重略有减少，同样的孔隙率时样品的干密度应有所减小。但从试验结果可看出，干密度的变化是复杂的且远较比重的变化要大，其孔隙率的变化也是如此，说明比重的变化对土样的性质影响不大，可相对忽略。最大最小干密度的复杂变化主要是由级配及细小的粉黏粒尤其是黏粒引起。随着粉黏粒的增加，在一定的范围内（粉黏粒含量16.3%～45.0%），级配的改善使相对密度试验中土样的最大干密度逐步提高（从1.709g／cm3提高至1.950g／cm3），同时细颗粒的增加又使相应的最小干密度逐步变小（从1.344g／cm3变小至1.274g／cm3），最大最小干密度的比值逐步增大（从1.27增大至1.53）。到一定范围过后（粉黏粒含量＞55%，而45%～55%为其过渡），则随着粉黏粒含量的增加，细颗粒（粉黏粒尤其是黏粒）的作用已较明显，造成最小干密度的减少不大（1.254g／cm3～1.243g／cm3），而最大干密度却下降很多（从1.921g／cm3至1.616g／cm3），最大最小干密度比值下降较显著（从1.53至1.30）。

但这两种过程原因不同，前者以级配的改善为主，细小颗粒的影响还不很明显，后者则级配略有些变差，更主要的还是细小颗粒的影响。两种因素的影响使试验的结果与以单从级配而言的理论分析发生了偏差，也是合理的，而且这偏差也是比较小的（说明了级配分析还是具有其合理性的）。

相对密度综合了级配与细小颗粒的两种影响，是一个比较综合的指标，单就此而言，可认为由粉黏粒含量的增加所导致风积沙的工程性质有较明显的变化区间大致在其过渡区45%～55%。