某城际铁路花岗岩全风化的工程特性探究

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某城际铁路花岗岩全风化的工程特性探究

花岗岩风化壳表层一般呈砂砾状、砂砾含黏土、黏土含砾砂石或粉土状，其物理性质与第四系

形成的砂、土既相似，但又不尽相同。花岗岩全风化层的结构极易受到扰动，在水的作用下，

往往有遇水崩解的工程特性[1],花岗岩全风化层因其石英砂砾的含量高，孔隙比大，钻探过程

中采用泥浆护壁，所采取的原状样与实际情况差别较大，室内土工实验所取得的抗剪强度、压

缩模量等实验数值往往低于实际数值。因此，若简单的按照一般黏性土的知识和经验来处理花

岗岩残积土的工程问题，将会产生较大的误差 .

某城际铁路需要穿过近 40 km 花岗岩地段，以全风化花岗岩为主，深度为 0 ~ 60 m.该段城际铁

路为无砟轨道铺设，对桥梁及路基的沉降和边坡的防护要求极高。通过分析花岗岩全风化层标

贯数据及室内试验成果，发现在局部段落两者存在比较大的差异性。为准确获得该类地层的设

计参数，选取了 6 个代表性的点进行旁压试验，通过对综合试验结果对比分析，总结了该区域

花岗岩全风化的工程特性，提供了合理、准确的地基承载力和变形模量等参数的建议公式，满

足了设计、施工要求。

1 花岗岩全风化层工程特性分析

1. 1 花岗岩物理工程特点分析

花岗岩全风化层是经物理化学风化作用而残留在原地的碎屑物，云母含量高，具有与其他残积

“ ”土不同的工程特性，其工程性质与原岩也不尽相同，似土非土，似岩非岩 [2].花岗岩全风化

层的物理力学性质、不均匀性及各向异性，导致花岗岩全风化结构松散，易扰动，遇水极易软

化及崩解等。

实际工程中，花岗岩的工程特性尚未引起足够的重视。首先，花岗岩全风化层与一般的黏性土

不同，因其石英砂砾的含量高，导致孔隙比较大，结构极易受到扰动，遇水极易软化崩解；其

次，勘探过程中需泥浆护壁，按照常规方法所取原状样，土样受到扰动极大，所得的土样与实

际情况差别较大，室内土工实验所得到的力学指标及强度指标等往往不能反映实际的物理力学

性质；第三，花岗岩全风化层分布广泛，具有区域性特点，无法采用通用的评判标准来对其研

究。

1. 2 花岗岩全风化层室内实验结果分析

“ ”花岗岩全风化层具有似土的性质，根据规范要求应按照土样的试验标准来进行土工试验。在

规范中，黏性土可以根据土工试验确定的物理力学指标来得出地基承载力，首先分析室内试验

数据，通过分析其室内各物理力学指标，来初步判断该区域的花岗岩全风化的工程特性，从而

初步分析其物理力学指标，统计结果见表1.

分析表 1 的试验数据，花岗岩全风化层各项物理指标离散性相当大，如含水量由最大45. 7 到

最小 14. 6, 相差 3 倍多；孔隙比最大可达 1. 4, 并多处于饱和状态；由液性指数得出的花岗岩全

风化层的状态从坚硬状态到软塑状态。黏聚力以及内摩擦角值相对较高，然而压缩模量平均值

仅为5. 3 MPa,各项指标呈现出不匹配的地方，导致在确定其设计指标时比较困难。

由此可见，由于花岗岩的石英颗粒大小及云母含量等不同，塑性指数 Ip 值越高，说明高岭土

矿物含量越大，值越低，说明石英矿物含量较多[3].根据表 1 的试验指标，发现其更偏于呈明

显的砂砾质土的特征。

而如果仅仅参考黏性土的标准来评判，得出的结果与实际差异性较大。事实上，许多花岗岩全

风化地区的工程实例也表明，地基承载能力或抗剪能力的情况往与室内试验所得结果相差较

大。

1. 3 花岗岩标准贯入试验分析

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摘要：

某城际铁路花岗岩全风化的工程特性探究花岗岩风化壳表层一般呈砂砾状、砂砾含黏土、黏土含砾砂石或粉土状，其物理性质与第四系形成的砂、土既相似，但又不尽相同。花岗岩全风化层的结构极易受到扰动，在水的作用下，往往有遇水崩解的工程特性[1],花岗岩全风化层因其石英砂砾的含量高，孔隙比大，钻探过程中采用泥浆护壁，所采取的原状样与实际情况差别较大，室内土工实验所取得的抗剪强度、压缩模量等实验数值往往低于实际数值。因此，若简单的按照一般黏性土的知识和经验来处理花岗岩残积土的工程问题，将会产生较大的误差.某城际铁路需要穿过近40km花岗岩地段，以全风化花岗岩为主，深度为0~60m.该段城际铁路为无砟轨道铺设，对...

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