内蒙古自治区风积沙的路用性能

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摘要：本文在参考了大量研究资料的基础上整理出了内蒙古自治区典型风积沙的路用性能，根据已有的试验数据总结归纳出内蒙古自治区风积沙的共性，得出其参数取值范围，为内蒙地区风积沙的有关研究和实践提供了参考依据。

关键词：内蒙古、风积沙、路用性能

中图分类号： U292.94 文献标识码： A 文章编号：

1 概述

风积沙是被风沙流搬移到冲击平原地区形成沙丘而产生的，属第四纪风积物，系指在风成沙性质上发育起来的土壤。具有结构松散、级配不良、孔隙率大、强度较低、水稳定性好、沉降均匀、受不利季节影响小等特点，在公路工程建设中有广泛应用。本文根据已有的研究成果，总结出内蒙古自治区的典型沙漠地区风积沙的路用性能，为内蒙古地区风积沙的工程实践提供了参考依据。

2 风积沙的物理化学性质

2.1风积沙的物理性质

风积沙的物理性质指标包括密度、干密度、天然含水率、可塑性、孔隙比等。各地区风积沙的物理指标如表2所示，表中列出的数值为各指标的平均值和大致取值范围。

表1 内蒙古自治区典型地域风积沙物理指标

2.2 风积沙的化学性质

研究发现，内蒙地区风积沙矿物组成中有90%以上为岩屑、长石和石英等轻矿物，重矿物含量少但种类较多，达16~22种。在这些矿物中，以角闪石、绿帘石和石榴石为主。总体来说，风积沙风化程度不高。坚硬的石英颗粒表面较平滑，风化迹象很少；质地软弱的碳酸盐岩屑、泥岩屑等颗粒含有可溶蚀的杂质，表面往往出现溶孔、凹坑、麻点、擦痕等风化迹象。

3 风积沙的力学强度特性

3.1 风积沙的压实特性

依据《公路土工试验规程》（JTG E40-2007）的规定，确定路基填料最大干密度的方法有标准击实试验、振动台法和表面振动法。总结内蒙古不同地区风积沙的相关试验数据，可以得出以下结论：

1. 最大干密度确定方法不唯一。对于同一种风积沙，不同的试验方法所得的最大干密度值也有差异（其差值有时可超过30%），对于三种试验方法得到的最大干密度的试验结果来看，振动法、击实试验法优于表面振动压实仪法。对于不同地区、不同类型的风积沙材料，还应通过实地试验和风积沙的微粒含量情况，通过试验比较确定最合适的试验方法，以取得与实际最为相符的最大干密度。

2. 击实曲线有“双峰值”。风积沙的击实曲线，即干密度与含水量关系曲线，往往呈倒S型。它可以在含水量最小时和含水量达到最优含水量时，分别得到一个相对较大的干密度，其值的大小需要视具体土样做出具体判断。说明了风积沙在风干和最佳含水量状态下较易压实，具有干压实（风干状态）和湿压实（最佳含水量状态）两大特性。

3.2 风积沙的强度特性

风积沙作为路基填料，其应力-应变特性对路基路面结构的整体强度和刚度有很大影响，因此有必要对风积沙的力学强度特性进行研究分析，得到风积沙的抗剪强度、回弹模量、CBR值等力学指标与压实度及含水量的关系，从而进一步评价风积沙的路用性能。

3.2.1 抗剪强度

抗剪强度是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。测定抗剪强度的室内试验方法主要有直接剪切试验、三轴剪切试验和无侧限抗压试验。

总结内蒙各地区风积沙的抗剪强度指标，不难发现如下共同点：风积沙在干燥状态下处于松散单粒状态，颗粒间没有粘结力，即理论粘聚力为零；在有一定含水量的情况下，由于土颗粒间交错镶嵌与咬合作用形成的结构力和水的毛细作用产生的吸力，表现出一定的假粘聚力，但数值较小。故风积沙的主要抗剪强度由内摩擦角决定。

对于抗剪强度与压实度、含水量的关系，国内的研究人员已经做过大量试验，并得出了较为普遍的结论。唐春等采用改造过的直剪仪器对不同级配、不同压实度的风积沙进行直剪试验的结果表明：风积沙内摩擦角与压实度线性相关，另外颗粒级配是风积沙内摩擦角的主要影响因素，而含水量的变化对风积沙的内摩擦角和粘聚力的影响较小。

赵莹莹等人对内蒙古库布其沙漠风积沙的三轴剪切试验表明：风积沙粘聚力基本为零，内摩擦角在20°~30°之间。

丁玉新等人对内蒙古浑善达克沙地风积沙的直剪试验表明：内摩擦角随含水率的增加而减小，变化范围在28°~33. 5°之间，随压实度的增加明显增大。风积沙在含水率为零时粘聚力为0，随含水率的增大略有上升趋势，受压实度影响变化趋势不明显，变化范围在0~0. 15。

综合以上研究结果，风积沙的内摩擦角的变化范围在20°~38°之间。

3.2.2 回弹模量

土基回弹模量表示土基在弹性变形阶段内，在垂直荷载作用下，抵抗竖向变形的能力，其数值上是土基应力-应变曲线在应力卸除阶段的割线模量，它是表征土基承载能力的参数指标。

张生辉等人的研究表明：风积沙属于弹性体：风积沙回弹模量与含水量密切相关：当含水量相同时，回弹模量随干密度的提高而增大。风积沙的回弹模量是含水量和压实度的函数。

李烘星对风积沙回弹模量与压实度的关系进行了研究，结果表明：风积沙回弹模量随压实度增加呈非线性增长关系。已有研究结果还表明，各个地区的风积沙普遍具有较高的回弹模量，可以达到50~70MPa。

3.2.3 加州承载比（CBR）

加州承载比是早年由美国加利福尼亚州公路局提出来的一种评定土基及路面材料承载能力的指标,简称CBR(California Bearing Ratio)，是指试样贯入量达2. 5mm时,单位压力对标准碎石压入相同贯入量时标准荷载强度的比值。通过CBR试验可以了解风积沙不同密度时的强度。

李万鹏等的研究表明：随着干密度的增加，CBR值明显增大；最佳含水量状态下风积沙不泡水的CBR值比泡水的CBR值高50%左右。李烘星、严西华等各自按照《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)进行CBR试验，得出相似结果表明风积沙在泡水状态下的强度较低。

参考文献：

[1]杨志勇. 风积沙路用压实性能试验研究〔J〕. 内蒙古科技与经济，2006(7)

[2]张展弢，龚海科，谢永利等. 内蒙古风积沙的工程特性〔J〕.河北工业大学学报，2006，35(3)

[3]严西华，赵永波. 风积沙的工程力学性质试验研究〔J〕. 山西建筑，2008

[4]牟献友，谷攀. 国内风积沙工程特性研究综述. 内蒙古农业大学学报，2010，31(1)

[5]张生辉，李志勇，彭帝等. 风积沙作为路基填料的静力特性研究〔J〕. 岩土力学，2007，28 (12)

[6]丁玉新，梁鸿，张耀东. 浑善达克沙地风积沙特性研究. 内蒙古工业大学学报，2010，31(2)

[7]刘润星，王瑞. 科尔沁风积沙静力特性及强度变形规律研究. 内蒙古公路与运输，2008

[8]赵莹莹，赵燕茹，韩金宝. 风积沙工程特性试验研究. 黑龙江科技信息

[9]苏跃宏，刘俊芳，冯蕾，杨志勇. 风积沙路用性能试验研究. 内蒙古工业大学学报，2005，24(1)

[10] 李万鹏. 风积沙的工程特性与应用研究. 西安：长安大学硕士论文，2004

[11] 李烘星. 风积沙的工程力学性质试验研究〔J〕. 广东交通职业技术学院学报，2007