[发明专利]含角砾和砂高液限土液限和塑限的确定方法

说明书

本发明公开了含角砾和砂高液限土液限和塑限的确定方法。该方法首先获取具有代表性的含角砾和砂高液限土土样的天然含水率；并对土样进行风干，过60mm筛，分别对粒径在0.075mm～60mm范围的土和粒径小于0.075mm的土进行颗粒分析试验，根据试验结果绘制土颗粒级配曲线；接着测试过0.5mm筛的风干土样的液限和塑限；根据级配曲线中小于0.002mm颗粒粒组所占的百分比例和，以及过0.5mm筛风干土样的液限和塑限，分别求得含角砾和砂高液限粘土的计算塑限和计算液限；最后根据计算，算出含角砾和砂高液限土的稠度。本发明克服了传统规范方法无法得到含较大颗粒的土的液塑限的困难，为含较大颗粒粒组的土的稠度的计算，以及判断其是否满足碾压条件提供了依据。

技术领域

本发明涉及含角砾和砂高液限粘土技术领域，尤其涉及含角砾和砂高液限土液限和塑限的确定方法。

背景技术

含角砾和砂高液限粘土是一种自然存在的地质体，在我国广东、广西等省份多有分布，由于其粘土部分具有高天然含水率、高液限和高塑限的特征，往往被认为不是一种好的填料而废弃，或被判定为需要进行改良才可使用。这种土由于含有粒径范围为0.5mm-60mm砂和角砾成分比例比较大，其CBR及胀缩总率(或CBR膨胀量)往往能够满足我国现行的《公路路基施工技术规范》(JTG/T 3610-2019)的需要，这两个指标反映了土作为填料的强度和变形要求，但其能否作为修筑公路的填料，还必须满足施工可压实的条件。若填料的天然含水率接近其在室内击实试验测得的最佳含水率，这种填料就具有良好的碾压施工性能。但最佳含水率是一相对值，它随填料土质和压实功能的变化而变化。天然含水率相同的两种土，由于塑限、液限不同，即使两者塑指相等，同一压实功下，其碾压效果也会大不相同，甚至其中某种土可能根本不能碾压(变成橡皮土)，这完全取决于土的天然稠度，即土的液限与天然含水率之差和塑指(土的液限与塑限之差)的比值。稠度这一指标综合反映了土的相对含水率和软硬状态，非常适合用来指导细粒土填料的碾压施工。

《公路土工试验规程》(JTG 3430-2020)是利用通过0.5mm筛孔的土确定塑限和液限，也就是确定的是粒径小于等于0.5mm土的液限和塑限，而粒径大于0.5mm的砂及角砾往往被忽略，因此，试验所得到的液限和塑限并不能反映含有角砾和砂的土的物理性质，为此，为确定含角砾和砂高液限土的稠度，判定其能否作为填料，有必要提出一种含角砾和砂的高液限粘土的液限和塑限的确定方法。

发明内容

本发明的目的在于提供含角砾和砂高液限土液限和塑限的确定方法，解决了在含角砾和砂高液限粘土分布地区，无法判断其可否作为填料的问题。根据本发明的含角砾和砂高液限土液限和塑限的确定方法，基于土的液、塑限指标值主要由粘粒含量决定这一共识，提出一种先根据粒径小于0.5mm高液限土，通过规范方法得到的液限和塑限，进而结合级配曲线得到粒径小于60mm的含角砾和砂高液限土液限和塑限的方法，并给出了含角砾和砂高液限土稠度的计算公式，本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了含角砾和砂高液限土液限和塑限的确定方法，包括以下步骤：

(1)现场取代表性含角砾和砂高液限土土样，获取其天然含水率w；

(2)对现场所取代表性土样进行风干，取部分风干土样过60mm筛，称量筛下土的总质量，对粒径在0.075mm～60mm范围的土，采用含有黏土粒的砂砾土的筛分法进行颗粒分析试验，对于粒径小于0.075mm的土，采用密度计法进行颗粒分析试验，并根据试验结果分别绘制过60mm筛的筛下土以及过0.5mm筛筛下土的土颗粒级配曲线a和b；

(3)取步骤(2)中剩余风干土样中的部分土样过0.5mm筛，并测试过0.5mm筛的风干土样的液限W_P和塑限W_L；

(4)根据步骤(2)中颗粒级配曲线a和颗粒级配曲线b中小于0.002mm颗粒粒组所占的百分比例和，以及步骤(3)中得到的液限和塑限，分别求得含角砾和砂高液限粘土的计算塑限和计算液限