风积沙的力学特性直接影响着风积沙路基和固化风积沙基层的整体强度及稳定性。因此，从击实特性、振动特性、回弹模量等方面系统研究风积沙的力学特性。图3.1风积沙击实曲线击实试验结果表明：风积沙的击实特性与黏土、粉土的完全不同，随着粉、黏粒含量的增大出现了从双峰值向单峰值变化的趋势，这一变化点在粉、黏粒含量为20%～25% 之间。......
2023-08-30
新疆特殊地区公路物理特性研究成果
【摘要】：部分试验结果列于表3.2，统计结果汇总于表3.3。因此，可将南北疆的风积沙归属于3种不同类别：SP、SF、SM，颗粒分布多集中在0.25～0.074 mm之间，占总量的71%～92%。表3.4风积沙沙样比重风积沙的比重大致在2.64～2.68之间。
1.风积沙的颗粒分析及工程分类
在经过前期调研的基础上，采集了新疆兵团范围内垦区公路或市政道路工程中，已经使用或将要使用的风积沙样品30余个，分别进行筛分试验、工程分类研究。部分试验结果列于表3.2，统计结果汇总于表3.3。
表3.2 风积沙沙样筛分结果
表3.3 风积沙筛分试验统计结果
通过表3.2～表3.3可知：
（1）新疆垦区的风积沙在颗粒组成上的分布范围较广，覆盖了整个砂的分类，且风积沙的机械组成很细，沙粒均匀，级配较差。
（2）南疆地区的风积沙从整体上讲，颗粒组成较北疆稍粗一些，这主要反映在大于 0.25 mm的颗粒含量上。南疆取样的地点大都在塔克拉玛干沙漠腹地的流动性和半流动性沙丘或者处于天山南坡山前冲刷、风化带上，因而颗粒较粗；而北疆各农牧团场的风积沙基本上是属于半固定或植被较好的固定沙丘，流动性小，颗粒组成均较为接近。因此，可将南北疆的风积沙归属于3种不同类别：SP、SF、SM，颗粒分布多集中在0.25～0.074 mm之间，占总量的71%～92%。
（3）由于地域的不同，风积沙颗粒组成也不同，根据规范规定，按含 0.074 mm 以下颗粒含量（粉、黏粒含量，下同）的不同分为3类。当15%＜F＜50% 时，称为细粒土质砂，记为SM，如 XS-C 属于此类，一般分布在远离沙漠的农牧团场；当5%＜F＜15% 时，称为含细粒土砂，记为 SF，如XS-B属于此类，一般分布在沙漠边缘的农牧团场，有局部的沙丘；当 F＜5% 时，称为砂，记为SP，如XS-A属于此类，一般分布在沙漠腹地或靠近沙漠处。
2.风积沙的比重
土粒比重是土的基本物理指标之一，是计算孔隙比和评价土类的主要指标。按照规范要求，采用比重瓶法、以称量校正法进行试验，试验结果如表3.4所示。
表3.4 风积沙沙样比重
风积沙的比重大致在2.64～2.68之间。一般来说，风积沙随着粉、黏粒含量的增大，其比重相对减小。
3.风积沙的相对密度
风积沙属于砂类土，其颗粒组成较粗，以单颗粒结构为主，由于含粉、黏粒较少，其颗粒基本属于无黏性土粒，所以砂的相对密度理论也适用于风积沙。
相对密度是无凝聚性粗粒土（砂）紧密程度的指标，可以反映其在自然状态下或经压实后的松紧情况和土粒机构的稳定性。相对密度 Dr 为最大孔隙比与天然孔隙比之差和最大孔隙比与最小孔隙比之差的比值
式中 emax、ρdmin ——沙土的最大孔隙比及其对应的最小干密度；
emin、ρdmax ——沙土的最小孔隙比及其对应的最大干密度；
e、ρd ——沙土的孔隙比及其对应的干密度。
最大孔隙比和最小孔隙比表达式为
式中 GS——沙土的比重。
砂的密实程度在一定程度上可以用孔隙比来反映。但是，目前没有统一而完善的测试最大、最小孔隙比的方法，天然孔隙比的测定也存在不少问题；根据国外的试验研究及国内的科研成果，常采用最大、最小干密度与现场的干密度做比较，来确定风积沙的相对密度。试验结果如表3.5所示。
表3.5 风积沙的相对密度
续表
从表3.5可知：
（1）风积沙最疏松状态与最紧密状态的干密度相差不大，即最疏松状态干密度可达到最紧密状态干密度的80% 以上。
（2）随着风积沙中粉、黏粒土含量的增加，其干密度也呈下降趋势。
风积沙颗粒组成中含有一部分粘、粉粒，其含量较少时黏聚力小，其力学特性表现为无黏性，它在振动及锤击下，其颗粒能够充分重新排列组合，达到最密实状态。随着黏、粉粒的增大，风积沙由无黏性向假黏性、黏性过渡，在含黏、粉粒含量达到15% 以后，由于其黏、粉粒的增多，颗粒无论在干燥状态还是最佳含水量状态下，因其相互的黏聚力及排斥力而不能在振动及锤击作用下进行充分的重新组合排列，致使风积沙的孔隙相对较大，密实度也相对减小。
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2023-08-30
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