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1 国内沙漠公路研究概述
我国对沙漠地区公路修筑技术研究相对较晚,沙漠地区多集中在我国的北方地区。陕西、新疆、内蒙古为主要代表区域,近几年来,相继结合本省沙漠地区实际状况针对路基、路面、防护技术等做了相关的研究。1992-1995年,我国首次在新疆塔克拉玛干沙漠中成功的锈住了长大300多公里的三级公路,并开展了较为全面的研究。陕西、内蒙古也随之修建了二级、三级公路并取得了相应的成果。但目前国内外尚无较为系统完整的沙漠公路设计、施工、检测、试验等规范、规程,因此对于沙漠这种特殊地区的筑路技术还处在不断地探索研究阶段。结合工程实践,提出较为可行的实施方案对于指导施工有着极为重要的意义。
2 风积沙的回弹模量试验
路基的回弹模量值与风积沙材料的含水量和干密度有关。试验分别选用陕西、内蒙、新疆三地具有代表性的沙洋。试验采用室内(刚性)承载板法,直徑5cm,厚度10cm.。陕西、内蒙风积沙选择含水量为0、2%、6%和最佳含水量四个点进行试验:新疆风积沙选择含水量为0、2%、10%和最佳含水量四个点进行试验。再以陕西风积沙为例,在每个所选含水量的点上成型三个不同干密度的试件,每组成型3-4个用来探讨不同含水量、干密度对回弹模量的影响。
陕西风积沙回弹模量实验结果表1
内蒙风积沙回弹模量实验结果表2
新疆风积沙回弹模量实验结果表3
陕西风积沙实验结果见表1,内蒙风积沙实验结果见表2,新疆风积沙实验结果见表3 。通过对陕西风积沙选取的几个点进行试验,其单位压力-回弹变形关系曲线见图1、图2
从试验结果可以看出:
风积沙的单位压力—回弹变形曲线基本呈直线关系,表明风积沙可视为弹性体。
风积沙的含水量为0时的回弹模量值不是很大,基本都在62.6—92MPa之间。但只要有一定含水量的风积沙,回弹模量值都在100MPa以上,甚至达到更高。
含水量固定时,回弹模量值会随着干密度的提高而增大,当干密度为定值时,回弹模量值会随着含水量的降低而升高。
含水量较小时,每种风积沙的回弹模量值都将达到很高的值,并且压实度每提高1%回弹模量值会有很大的提高。
风积沙的回弹模量E0是含水量和压实度的函数。以陕西风积沙的实验数据为例(以
1.796g/cm3为最大干密度)得出回弹模量E0\含水量w\和压实度K的关系。
通过拟合得出数据的回归关系式为:E0\=374.5022+5.0847W-2.9768K(式1),最大误差S=37.4804;当排除含水量为0时的回归关系式为:E0\=5.4178K-2.6182W-368.6090(式2),最大误差S=6.7242。从式1、式2可以看出风积沙在含水量为0左右时的回弹模量值变化比较大,主要是由于风积沙颗粒细小,比表面积大,含水量在0—2%时产生的似粘聚力对回弹模量的影响较大。当含水量不为零时,用式1对风积沙的回弹模量值进行计算是可行的,最大误差不超过5%;当含水量为0时用回归关系式E0\=7.228K-609.544(式3),最大误差S=0.716。因此,当含水量为0时用式3对风积沙的回弹模量值进行计算。误差偏大的原因主要是不同地区风积沙材料不同所引起的
3 风积沙的压缩试验
实验采用杠杆式固结仪进行压缩试验,实验结果见表4 \图3、图4
风积沙压缩指标表4
通过对试验数据分析得出:
⑴风积沙的压缩系数比较小,一般在0.004—0.01 MPa-1之间,属于低压缩性材料。
⑵风积沙的e-logP曲线基本为线性关系,说明压缩指数等压缩指标进行风积沙的压缩沉降计算是可行的。
⑶随着加荷等级的增大,风积沙的压缩模量大体呈线性增长。
⑷压缩模量是含水量的函数。随着压缩度的增长或含水量的降低,压缩模量变大;随着含水量的上升压缩模量变小。压缩系数与之相反。
⑸不论干沙还是有含水量的风积沙,都有较高的压缩模量值。说明在天然含水量下(一般是2%左右),风积沙路基经压实稳定后,具有良好的稳定性。
⑹风积沙在一定压力作用下完成压缩变形的时间很短,并在半对数坐标中沉降量与时间呈良好的线性关系。
注:文章内的图表、公式请到PDF格式下查看
我国对沙漠地区公路修筑技术研究相对较晚,沙漠地区多集中在我国的北方地区。陕西、新疆、内蒙古为主要代表区域,近几年来,相继结合本省沙漠地区实际状况针对路基、路面、防护技术等做了相关的研究。1992-1995年,我国首次在新疆塔克拉玛干沙漠中成功的锈住了长大300多公里的三级公路,并开展了较为全面的研究。陕西、内蒙古也随之修建了二级、三级公路并取得了相应的成果。但目前国内外尚无较为系统完整的沙漠公路设计、施工、检测、试验等规范、规程,因此对于沙漠这种特殊地区的筑路技术还处在不断地探索研究阶段。结合工程实践,提出较为可行的实施方案对于指导施工有着极为重要的意义。
2 风积沙的回弹模量试验
路基的回弹模量值与风积沙材料的含水量和干密度有关。试验分别选用陕西、内蒙、新疆三地具有代表性的沙洋。试验采用室内(刚性)承载板法,直徑5cm,厚度10cm.。陕西、内蒙风积沙选择含水量为0、2%、6%和最佳含水量四个点进行试验:新疆风积沙选择含水量为0、2%、10%和最佳含水量四个点进行试验。再以陕西风积沙为例,在每个所选含水量的点上成型三个不同干密度的试件,每组成型3-4个用来探讨不同含水量、干密度对回弹模量的影响。
陕西风积沙回弹模量实验结果表1
内蒙风积沙回弹模量实验结果表2
新疆风积沙回弹模量实验结果表3
陕西风积沙实验结果见表1,内蒙风积沙实验结果见表2,新疆风积沙实验结果见表3 。通过对陕西风积沙选取的几个点进行试验,其单位压力-回弹变形关系曲线见图1、图2
从试验结果可以看出:
风积沙的单位压力—回弹变形曲线基本呈直线关系,表明风积沙可视为弹性体。
风积沙的含水量为0时的回弹模量值不是很大,基本都在62.6—92MPa之间。但只要有一定含水量的风积沙,回弹模量值都在100MPa以上,甚至达到更高。
含水量固定时,回弹模量值会随着干密度的提高而增大,当干密度为定值时,回弹模量值会随着含水量的降低而升高。
含水量较小时,每种风积沙的回弹模量值都将达到很高的值,并且压实度每提高1%回弹模量值会有很大的提高。
风积沙的回弹模量E0是含水量和压实度的函数。以陕西风积沙的实验数据为例(以
1.796g/cm3为最大干密度)得出回弹模量E0\含水量w\和压实度K的关系。
通过拟合得出数据的回归关系式为:E0\=374.5022+5.0847W-2.9768K(式1),最大误差S=37.4804;当排除含水量为0时的回归关系式为:E0\=5.4178K-2.6182W-368.6090(式2),最大误差S=6.7242。从式1、式2可以看出风积沙在含水量为0左右时的回弹模量值变化比较大,主要是由于风积沙颗粒细小,比表面积大,含水量在0—2%时产生的似粘聚力对回弹模量的影响较大。当含水量不为零时,用式1对风积沙的回弹模量值进行计算是可行的,最大误差不超过5%;当含水量为0时用回归关系式E0\=7.228K-609.544(式3),最大误差S=0.716。因此,当含水量为0时用式3对风积沙的回弹模量值进行计算。误差偏大的原因主要是不同地区风积沙材料不同所引起的
3 风积沙的压缩试验
实验采用杠杆式固结仪进行压缩试验,实验结果见表4 \图3、图4
风积沙压缩指标表4
通过对试验数据分析得出:
⑴风积沙的压缩系数比较小,一般在0.004—0.01 MPa-1之间,属于低压缩性材料。
⑵风积沙的e-logP曲线基本为线性关系,说明压缩指数等压缩指标进行风积沙的压缩沉降计算是可行的。
⑶随着加荷等级的增大,风积沙的压缩模量大体呈线性增长。
⑷压缩模量是含水量的函数。随着压缩度的增长或含水量的降低,压缩模量变大;随着含水量的上升压缩模量变小。压缩系数与之相反。
⑸不论干沙还是有含水量的风积沙,都有较高的压缩模量值。说明在天然含水量下(一般是2%左右),风积沙路基经压实稳定后,具有良好的稳定性。
⑹风积沙在一定压力作用下完成压缩变形的时间很短,并在半对数坐标中沉降量与时间呈良好的线性关系。
注:文章内的图表、公式请到PDF格式下查看