高液限土研究的几个关键问题

高液限土研究的几个关键问题

张锦辉1施有志2

（1、厦门市土木建筑学会，福建厦门，361004；2、厦门理工学院土木工程与建筑学院,福建厦

门,361021）

摘要：本文在综合国内关于高液限土研究成果的基础上，对高液限土的定义、路用工程特性、路堤填筑技术及处治方法等高液限土研究的热点问题进行深入探讨，对其中易混淆的概念进行剖析，并对若干重点事项进行强调。

关键词：高液限土

The important study of high-liquid-limit soil

Zhang jinhui1, Shi youzhi2

(1、Xiamen Institute of Civil Engineering, Fujian Xiamen , 361004；2、School of Civil Engineering and

Architecture,Xiamen University of Technology,Xiamen 361021,China)

Abstract：B ased on domestic research of High-liquid-limit soil, the paper discusses on some hotspot issue of High-liquid-limit soil, such as the definition of High-liquid-limit soil, technology and application of roadbed landfill. Emphasized on conception that apt to mix up.

Keywords：high-liquid-limit soil

一、前言

高液限土液限含水量高，透水性较差，干时坚硬不易挖掘，不易压实，并且有较大的可塑性、粘结性和膨胀性，毛细现象也很明显，浸水后能较长时间保持水分，因而承载力较小，稳定性较差，容易变形，若将其直接用于填筑路堤，常常出现“弹簧”现象，无法压实；竣工后，在行车荷载的作用下，极易导致路基路面产生沉陷、变形、失稳等破坏。对高液限土的研究已成为公路修筑的一大技术难题，日益引起科研工作者的注意。本文在综合国内关于高液限土研究成果的基础上，对高液限土的定义、路用工程特性、路堤填筑技术及处治方法等高液限土研究的热点问题进行深入探讨，对其中易混淆的概念进行剖析，并对若干重点事项进行强调。

二、高液限土的定义

《土的工程分类标准》（GB/T 50145-2007）[1]规定：工程用土的类别应根据下列土的指标确定：①土颗粒组成及其特征；②土的塑性指标，如液限w L、塑限w p和塑性指数I p；③土中有机质存在情况。土中若含部分有机质的土则归为有机质土，因此高液限土可按照①和②予以定义。

首先确定土的颗粒组成，根据文献[1]规定，高液限土应为细粒土（<0.074mm的颗粒>50%），若中粗粒组质量少于总质量的25％的土称细粒土，若中粒组质量为总质量的25％～50％土称含粗粒的细粒土；细粒土根据粒组粒径d（mm）的范围可以分为粉粒和粘粒，若0.005

设计规范》(CJJ37-2012)[3]规定：50≤w L<70％为高液限土，w L≥70％为很高液限土。综上可知，高液限土需具备两个条件：①<0.074mm的颗粒>50%；②液限w L≥50％。

工程上常将此类高液限土称为“过湿土”，相关规范未对“过湿土”进行定义。《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）[4]根据含水量仅对粉土的湿度进行分类，当含水量w>30，则为很湿粉土；文献[5]称“过湿土”为含水量高的过分潮湿的粘性土；文献[6]认为“过湿土”即含水量超过要求压实干密度对应的最大含水量。可见各文献对“过湿土”的认识并未统一，因此，采用“过湿土”来命名不利于更准确的表征土性和对土进行归类，建议在工程应用中应对该类土质按照相关规范进行命名。

三、高液限土的工程特性

高液限土的路用工程特性主要表现为不易压实性和极差的水稳定性两个特点。

（一）高液限土的不易压实性

根据高液限土的定义，土内粗粒组含量较少（<25％），颗粒零星分散，其骨架作用不明显，因此，高液限土的工程特性主要取决于土粒间的各种相互作用力，即与土粒本身的结晶格架特征有关。从试验可知[7]，高液限土通常含有大量的蒙脱石、伊利石等粘土成分，这些成分与水分子发生相互作用时，其晶格活动性极大，甚至晶格层间可能完全分散，成为高度分散且横向延伸极大的薄膜片状粒子。因此，此类矿物成分具有较大的塑性，同时具有膨胀性，极易发生崩解，导致高液限土也具有相似的工程性质。

高液限土颗粒粒径较小，毛细水上升高度较大，但速度慢；又由于其中含有的矿物成分（如蒙脱石）带有较多的负电荷，亲水性较强，造成土粒结合水膜厚度较大，而渗透系数较低。这些表明高液限土中的水分在正常情况下不容易逸出，并且土不容易压实。

（二）高液限土极差的水稳定性

高液限土的强度主要取决于土的粘聚力。通过试验表明：高液限土干燥时稍具有粘结力，但容易被压碎；处于浸水状态时，则容易形成流体状态，整体稳定性较差，强度低。

图1是文献[8]对高液限土在泡水前后土的强

度CBR值的比较，可以看出，在较干的状态下，高

液限土具有较高的强度，击实功对强度的影响也非

常明显，其值可差3倍左右，尽管此时不泡水的CBR

值很高，但泡水后的CBR值却很低，两条曲线形成

鲜明的对比。因此，高塑性土在干燥状态下的高CBR

值是不稳定，不可靠的。用这种土填筑路堤，若施

工处理不当，压实后即处于不稳定状态，粘土颗粒

微观势能严重不平衡，极易受自然降水、地下水和

地表水的影响，甚至强烈从大气中吸收水分。对国

内六条高速公路（广深、石灵、淮宁、二汽高环、图1 浸水前后不同含水量的CBR强度对比[8]

沪宁、长农）的观测表明，通车一年后，路基含水量平均增加4.55％，高填路堤含水量增至塑限，稠度达1.0，路基已出于“中湿”状态[9]。吸水后路基发生膨胀，密度下降，含水量升高，强度降低，在行车荷载和路堤自重压力作用下，路堤易发生不均匀沉降、横向位移，导致路面开裂，影响车辆正常高速行使。

四、高液限土路堤填筑技术

（一）高液限土用于路堤填筑的可行性

高液限土不易压实、强度低，水稳性较差，《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）[10]规定：高液限土不能直接作为路堤填料，当利用挖方路段高液限土填筑路堤时，应进行处治。当筑路区域高塑性土