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风积沙工程实践:回弹模量性能参数选定

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:很多原因都能对风积沙路基回弹模量设计值的确定产生影响。①不同的沙漠,其风积沙的矿物组成、化学组成、粒度组成等有所不同,特别是粉黏粒含量不同,从而造成风积沙路基回弹模量也有所不同,这是导致风积沙路基回弹模量有所不同的内在因素及根本原因。有些所谓风积沙,实则为砂性土,因而其路基回弹模量的测定结果将会有所不同。对风积沙回弹模量加以分析论证的将为有一定代表性的部分沙漠或部分沙漠类型。

风积沙工程实践:回弹模量性能参数选定

总结已有的各种资料中,可以看出:

(1)在不同的资料中,风积沙路基回弹模量的取值差异较大,设计值从约50MPa到约130MPa不等。如此大的差异及其变化区间,使得以此范围为风积沙路基回弹模量参数的取值范围的做法将失去其应有的意义,也很难在设计中运用,无法有效地指导实践活动,因此有必要通过进一步的研究工作,将其细化。

(2)在不同的资料中,风积沙路基回弹模量设计值的差异之所以如此之大,有很多原因。很多原因都能对风积沙路基回弹模量设计值的确定产生影响。

①不同的沙漠,其风积沙的矿物组成、化学组成、粒度组成等有所不同,特别是粉黏粒含量不同,从而造成风积沙路基回弹模量也有所不同,这是导致风积沙路基回弹模量有所不同的内在因素及根本原因。

②即使是同一沙漠,也会在不同地区,因沙丘类型等不同,如固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘等,从而导致风积沙的矿物组成、化学组成、粒度组成等有所不同,并由此导致风积沙路基回弹模量也有所不同。

③即使是对同一种风积沙,不同的试验方法,如野外大型承载板试验、室内小承载板试验、室内大型承载板试验、查表法、换算法等,也会使测定风积沙路基回弹模量有所不同。

④即使是对同一种风积沙,也会因不同的试验路类型而导致测定的路基回弹模量有所不同。如砂砾路面容易破坏,且破坏易深达路基,从而影响风积沙路基压实度,进而影响风积沙路基回弹模量,常导致试验数据有较大的波动性;而沥青路由于路面不易破坏,路基一直处于压实状态,逐渐达到超压实状态,路基回弹模量从而有了很大的提高。

⑤即使是对同一种风积沙,即使同一试验路类型,也会因在不同的测点处风积沙压实度有所不同,而导致风积沙路基回弹模量有所不同。

⑥由于在不同的规范中,对路基回弹模量测定方法及计算方法的要求并不完全相同,由此也会导致不同的结果。不同的结果有时相差也较大,可达10MPa左右,是不可忽视的。

⑦已有的涉及风积沙的研究资料中,所涉及的风积沙却有很大差别。有些所谓风积沙,实则为砂性土,因而其路基回弹模量的测定结果将会有所不同。

(3)鉴于上述,有必要对已有的各种资料进行取舍(有关章节已论及),并将不同的资料融入不同的沙漠或同一沙漠的不同地区中。

(4)尽管有不少与风积沙路基回弹模量有关的资料,但考虑到我国沙漠地区广大,沙漠类型及沙丘类型复杂多样,再加上上述各种因素对试验结果又有较大的影响,目前已有的资料还不能对我国各沙漠地区的风积沙回弹模量全都加以分析论证。对风积沙回弹模量加以分析论证的将为有一定代表性的部分沙漠或部分沙漠类型。

(5)从已有的各种资料来看,风积沙路基回弹模量的取值较小的,基本上都是固定及半固定沙丘分布区,在这些路段风积沙中粉黏粒含量较高,路基中水分较多(粉黏粒较多时,路基中水分会降低其路基回弹模量),且在推筑路基的过程中很难保证不将沙丘间低地中的砂性土掺入路基中。在此情况下,如果不把在此路段上测定的结果与其他类型的路段(尤其是通过流动沙丘的路段)区别开来,则会降低风积沙路基回弹模量参数的取值,低到与一般的砂性土没有多大区别,则使这项研究也失去了应有的意义。

(6)与一般砂性特征明显不同的是流动沙丘上的风积沙,或现虽为固定或半固定沙丘,却为沙丘高大、沙丘特征明显的沙丘(为地质历史时期的流动沙丘)上的风积沙。已有的各种资料均反映其有较高的路基回弹模量,故应区别对待。

(7)试验结果表明,风积沙具有良好的水稳定性能(流动沙丘上的风积沙,或是固定与半固定沙丘上的风积沙,则可能因粉黏粒含量不同而不同,粉黏粒含量越高,水稳定性能越差)。在不同含水量条件下,其路基回弹模量值差异并不大。

(8)试验结果表明,风积沙路基在行车运营过程中,压实度会略有提高,却由此导致路基回弹模量有较大的提高。

综上所述,通过综合分析,确定我国沙漠地区风积沙路基回弹模量参数取值范围如下:

(1)塔克拉玛干沙漠腹地流动沙丘分布区,风积沙路基回弹模量设计值为

高速公路、一级公路91~102MPa

二、三级公路96~112MPa

四级公路98~116MPa

(2)塔克拉玛干沙漠边缘小片流动沙丘及半固定沙丘分布区,风积沙路基回弹模量设计值为

高速公路、一级公路68~77MPa

二、三级公路77~89MPa

四级公路81~94MPa

(3)古尔班通古特沙漠腹地固定与半固定沙丘分布区,风积沙路基回弹模量设计值为

高速公路、一级公路117MPa

二、三级公路129MPa(www.xing528.com)

四级公路134MPa

(4)敦煌以南流动沙丘(库姆塔格沙漠的流动沙丘)分布区,风积沙路基回弹模量设计值为

高速公路、一级公路97MPa

二、三级公路98MPa

四级公路98MPa

(5)巴丹吉林沙漠的流动沙丘分布区,风积沙路基回弹模量设计值为

高速公路、一级公路99MPa

二、三级公路101MPa

四级公路103MPa

(6)腾格里沙漠的流动沙丘分布区,风积沙路基回弹模量设计值为

高速公路、一级公路94MPa

二、三级公路96MPa

四级公路97MPa

(7)浑善达克沙地的高大沙丘(固定与半固定沙丘)分布区,风积沙路基回弹模量设计值为

高速公路、一级公路97MPa

二、三级公路102MPa

四级公路104MPa

(8)科尔沁沙地的高大沙丘(固定与半固定沙丘)分布区,风积沙路基回弹模量设计值为

高速公路、一级公路90MPa

二、三级公路96MPa

四级公路98MPa

(9)毛乌素沙地的风积沙路基回弹模量设计值为

高速公路、一级公路79~84MPa

二、三级公路84~88MPa

四级公路86~90MPa

除上述之外,其他沙漠(沙地)地区风积沙路基回弹模量的设计值可以参考沙漠类型、沙漠成因、沙漠气候、风积沙矿物组成、化学组成、粒度组成等条件的相似性而以工程比拟法来取值。在流动性沙漠及沙丘上取值可大些。在固定及半固定性沙漠及沙丘上取值可小些,并还要参考风积沙中粉黏粒含量的多少、推筑的路基中是否混入砂性土及其所占比例等因素;当粉黏粒含量较多或推筑的路基中混入砂性土较多时,此风积沙的性质与砂性土的性质无多大差别,则在选定其路基回弹模量设计时,应将其看成砂性土。

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