張榮　郭志玉　鄭博文　南凱　王俊杰　李莎

摘要：為研究顆粒級(jí)配對(duì)全風(fēng)化軟巖填料的壓實(shí)特性及破碎特性的影響，對(duì)不同級(jí)配的全風(fēng)化軟巖進(jìn)行擊實(shí)、篩分及承載比試驗(yàn)。結(jié)果表明：全風(fēng)化軟巖最大干密度為1.86～2.05 g/cm3，最佳含水率為9.50%～11.23%。最大干密度隨粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而增大，隨有效粒徑和限制粒徑的增大而增大，隨不均勻系數(shù)的增大而增大，隨曲率系數(shù)的增大先減小后增大；最佳含水率隨粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而減小，隨有效粒徑和限制粒徑的增大而減小，隨不均勻系數(shù)的增大而減小，隨曲率系數(shù)的增大先增大后減??；4種級(jí)配的全風(fēng)化軟巖填料擊實(shí)后的平均破碎率為0～30%，擊實(shí)后級(jí)配曲線均向上限偏移，含水率對(duì)填料破碎率的影響較小，且粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)越小破碎率越??；不同級(jí)配的加州承載比（california bearing ratio，CBR）為2.90～12.36，填料在壓實(shí)過(guò)程中存在一定破碎，但含石量較大的土體仍能滿足路堤填料填筑要求。在路堤填筑過(guò)程中提高含石量能取得較好的壓實(shí)效果，可提高路堤承載比。

關(guān)鍵詞：顆粒級(jí)配；壓實(shí)特性；破碎特性；CBR；全風(fēng)化軟巖

中圖分類(lèi)號(hào)：U416.1+2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1672-0032（2023）02-0081-08

引用格式：張榮，郭志玉，鄭博文，等.全風(fēng)化軟巖填料級(jí)配對(duì)壓實(shí)與破碎特性的影響［J］.山東交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2023，31（2）：81-88.

ZHANG Rong， GUO Zhiyu， ZHENG Bowen， et al. Effect of packing stages on compaction and crushing characteristics of fully weathered argillaceous sandstone［J］.Journal of Shandong Jiaotong University，2023，31（2）：81-88.

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，高速公路等交通基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)和建造已經(jīng)向西部山區(qū)轉(zhuǎn)移，高速公路沿線地形已從平原微丘區(qū)轉(zhuǎn)向山嶺重丘區(qū)。德遂高速TJ4標(biāo)段沿線山區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，路基填筑就地取材，該路基填料主要為軟巖和粉砂巖，風(fēng)化程度較高，力學(xué)強(qiáng)度較低，抗變形能力較差[1]，給路基施工帶來(lái)一定困難。含石率對(duì)路堤壓實(shí)質(zhì)量的影響較大，因此為了獲得較好的壓實(shí)效果，有必要研究級(jí)配對(duì)軟巖填料壓實(shí)質(zhì)量的影響 [2]，為實(shí)際工程應(yīng)用提供可靠數(shù)據(jù)，

鄭明新等[3]、王合春[4]、方燾等[5]、劉新喜等[6]在分析風(fēng)化軟巖基本礦物成分、耐崩解性的基礎(chǔ)上，結(jié)合風(fēng)化巖塊力學(xué)強(qiáng)度和擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果，初步判定軟巖填筑路基的可行性。但漢成等[7]、康景文等[8]、傅毅靜等[9]研究風(fēng)化軟巖路基的工程特性，發(fā)現(xiàn)其抗剪強(qiáng)度較高，回彈模量滿足路基強(qiáng)度和剛度的要求，可通過(guò)增大粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高風(fēng)化軟巖路基強(qiáng)度。劉振宇等[10]研究風(fēng)化程度和含水率對(duì)風(fēng)化紅層砂巖力學(xué)特性的影響，發(fā)現(xiàn)

填料的母巖特性、含水率、級(jí)配組成、擊實(shí)功等影響路基填料壓實(shí)質(zhì)量。高成雷等[11]進(jìn)行不同顆粒級(jí)配無(wú)黏性土的表面振動(dòng)壓實(shí)試驗(yàn)，闡明顆粒級(jí)配對(duì)無(wú)黏性土的壓實(shí)機(jī)制為不同顆粒的互相填充效應(yīng)、大顆粒的懸浮效應(yīng)和小顆粒的虛填效應(yīng)。Wang等[12]通過(guò)室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)研究不同擊實(shí)條件下砂巖、泥巖顆粒的壓實(shí)特性。余明東等[13]分析影響昔格達(dá)混合填料壓實(shí)特性的因素，并推斷泥巖對(duì)其壓實(shí)特性的影響主要由泥巖顆粒的粒徑和含水率決定。鞠興華等[14]通過(guò)室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等方法研究泥質(zhì)軟巖填料工程特性，結(jié)果表明水和擊實(shí)功對(duì)填料級(jí)配變化影響較大。杜俊等[15]、陶慶東等[16]、周榮等[17]、戴仁輝等[18]研究土石混合體路基填料分形特性和壓實(shí)破碎特征，認(rèn)為破碎率對(duì)含水率與含石量變化較敏感。徐俊等[19]、蒲陽(yáng)等[20]、馬捷等[21]、李永奎等[22]研究不同粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的砂泥巖填料的力學(xué)性能。

不同風(fēng)化程度及工程水文地質(zhì)條件下全風(fēng)化軟巖的性能差異較大。本文對(duì)某高速公路沿線全風(fēng)化軟巖填料進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，研究不同級(jí)配對(duì)壓實(shí)特性和破碎特性的影響，并進(jìn)行承載比試驗(yàn)，判斷是否適用于路堤填料，為路堤填筑施工提供理論和實(shí)踐依據(jù)。

1 試驗(yàn)方案

1.1 試驗(yàn)材料及儀器

試驗(yàn)土料來(lái)自德遂高速TJ4標(biāo)段，所取全風(fēng)化軟巖均為爆破后所留，呈暗紅色，與土壤顏色相似，含有泥質(zhì)膠結(jié)物，磨圓度較高，形狀呈長(zhǎng)扁球體。其液限約為30%，塑限約為16%。用振篩機(jī)篩分土樣，將土料依次通過(guò)孔徑不同的篩孔，篩分后的土樣如圖1所示。

試驗(yàn)所用儀器為電動(dòng)擊實(shí)儀和電動(dòng)脫模儀。選用的小擊實(shí)筒內(nèi)徑為10 cm，高12.7 cm，體積為997 cm3。落錘直徑為5 cm，質(zhì)量為4.5 kg。

1.2 試驗(yàn)方案

為研究級(jí)配對(duì)壓實(shí)特性的影響，從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)土至實(shí)驗(yàn)室，測(cè)得全風(fēng)化軟巖原始級(jí)配，采用4組設(shè)計(jì)級(jí)配配制試樣，4種級(jí)配曲線如圖2所示。由圖2可知：級(jí)配1、2曲線平緩，表明級(jí)配良好，級(jí)配3、4曲線陡峭，表明級(jí)配不良。

根據(jù)圖2數(shù)據(jù)計(jì)算得到試驗(yàn)參數(shù)如表1所示，其中級(jí)配3為原始級(jí)配。試樣在擊實(shí)過(guò)程中存在顆粒破碎，對(duì)路堤填筑造成一定影響，需研究全風(fēng)化軟巖的加州承載比（california bearing ratio，CBR）ECBR，測(cè)定是否滿足高速公路路堤填筑要求。若滿足不均勻系數(shù)Cu>5，同時(shí)曲率系數(shù)Cc 需滿足1

1.3 試驗(yàn)過(guò)程

根據(jù)文獻(xiàn)[23]要求進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)。按照每種級(jí)配不同的粒組質(zhì)量分?jǐn)?shù)和預(yù)估含水率制備試樣，分別有4組不同級(jí)配與5種不同含水率。采用電動(dòng)脫模儀得到完整試樣，在試樣中心取具代表性的土樣，烘干后測(cè)定其含水率，得到干密度

ρd=ρ/（1+w），

式中：ρ為濕密度；w為含水率，w=（m-md）/md×100%，其中m為濕土質(zhì)量，md為干土質(zhì)量。

將擊實(shí)土樣打散、烘干后，采用振篩機(jī)進(jìn)行篩析，震搖時(shí)間為15 min。將土料依次通過(guò)直徑為20、10、5、2、1、0.5、0.25、0.075 mm的篩孔，稱(chēng)量各篩網(wǎng)上的土樣質(zhì)量，并按照級(jí)配曲線制備土樣。

根據(jù)擊實(shí)試驗(yàn)測(cè)得最大干密度，進(jìn)行壓實(shí)度為93%土樣的CBR試驗(yàn)，測(cè)定不同粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)土樣的承載比是否滿足文獻(xiàn)[24]要求。將試樣浸水4 d，采用萬(wàn)能試驗(yàn)儀進(jìn)行貫入試驗(yàn)，并按照文獻(xiàn)[24]計(jì)算CBR，測(cè)定填料是否滿足要求。

2 壓實(shí)特性

不同級(jí)配對(duì)應(yīng)不同的特征粒徑、粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)、Cu、Cc等特征參數(shù)，壓實(shí)質(zhì)量表現(xiàn)為試樣的最佳含水率和最大干密度。因此全風(fēng)化軟巖級(jí)配對(duì)壓實(shí)特性的影響表現(xiàn)為級(jí)配各種特征參數(shù)對(duì)試樣的最佳含水率和最大干密度的影響。

2.1 不同級(jí)配的擊實(shí)曲線

通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)獲得4種不同級(jí)配下?lián)魧?shí)后的干密度和含水率關(guān)系曲線，如圖3所示。由圖3可知：試樣的干密度隨含水率的增大而先增大后減小。取曲線峰值干密度為最大干密度，對(duì)應(yīng)的含水率為最佳含水率，得到4種級(jí)配的全風(fēng)化軟巖最大干密度為1.86～2.05 g/cm3，最佳含水率為9.50%～11.23%。

2.2 級(jí)配特征粒徑

4種級(jí)配特征粒徑對(duì)全風(fēng)化軟巖壓實(shí)特性的影響如圖4、5所示。由圖4、5可知：隨d50、d60特征粒徑的增大，全風(fēng)化軟巖的最大干密度隨之增大，最佳含水率隨之減小。對(duì)于軟巖填料其特征粒徑越大，則其最大干密度越大，最佳含水率越小。

2.3 質(zhì)量分?jǐn)?shù)

w5對(duì)全風(fēng)化軟巖壓實(shí)特性的影響如圖6所示。

由圖6可知：最大干密度隨w5的增大而增大，最佳含水率隨w5的增大而減小。土體中土顆粒起骨架作用，其中粗顆粒發(fā)揮控制作用。在全風(fēng)化軟巖中，粗顆粒搭建土體的框架，細(xì)顆粒填充粗顆粒間的間隙，水分子除填充間隙外，還充當(dāng)土體顆粒間的黏合劑。

土體中粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高時(shí)，細(xì)顆粒填充粗顆粒間的間隙，粗顆粒增多使土體中應(yīng)力集中現(xiàn)象較明顯。土料主要由粗顆粒結(jié)構(gòu)承受擊實(shí)壓力，全風(fēng)化軟巖在填料擊實(shí)過(guò)程中存在顆粒破碎現(xiàn)象，部分粗顆粒變?yōu)榧?xì)顆粒，填充顆粒間隙，土體更密實(shí)，單位體積容納更多土顆粒，土體最大干密度增大。隨細(xì)顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，單位體積內(nèi)土體顆粒的比表面積增大，水與土體顆粒間的接觸更充分，土顆粒對(duì)水的吸附能力提升，最佳含水率增大。

2.4 不均勻系數(shù)、曲率系數(shù)的影響

Cu、Cc對(duì)全風(fēng)化軟巖壓實(shí)特性的影響如圖7、8所示。

由圖7、8可知：最大干密度隨Cu的增大而增大，隨Cc的增大而先減小后增大。最佳含水率隨Cu的增大而減小，隨Cc的增大先增大后減小?？傮w來(lái)說(shuō)，級(jí)配良好的全風(fēng)化軟巖試樣壓實(shí)效果優(yōu)于級(jí)配不良的試樣。不均勻程度越高，顆粒粒徑越連續(xù)，則土體顆粒粒徑互相填充程度越高，壓實(shí)效果越好。

3 破碎特性

通過(guò)篩分試驗(yàn)，測(cè)得不同級(jí)配的全風(fēng)化軟巖在不同含水率下?lián)魧?shí)后的級(jí)配變化，如圖9所示。

由圖9可知：擊實(shí)后的級(jí)配曲線明顯向上限偏移，說(shuō)明全風(fēng)化軟巖在擊實(shí)過(guò)程中存在顆粒破碎現(xiàn)象，不同含水率的土樣壓實(shí)后的級(jí)配曲線分布大致相同，說(shuō)明含水率對(duì)顆粒破碎的影響程度較小。粗顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，向上偏移的幅度越大，說(shuō)明粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，就有越多的粗顆粒破碎為細(xì)顆粒填充粗顆粒間的間隙。

擊實(shí)前、后ω5質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)比如表2所示。由表2可知：擊實(shí)對(duì)全風(fēng)化軟巖填料級(jí)配的影響較大，與擊實(shí)前相比，擊實(shí)后粗顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯減小，其中級(jí)配1粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化最大，級(jí)配4粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化最小。這是因?yàn)榇诸w粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小時(shí)，粗顆粒懸浮在細(xì)顆粒中，最不易發(fā)生破碎。粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大時(shí)，細(xì)顆粒填充在粗顆粒孔隙間，應(yīng)力集中現(xiàn)象較明顯，最易發(fā)生破碎。

破碎率Bg表征相應(yīng)壓力下顆粒破碎的程度，Bg的下限為0，上限理論值為100%。根據(jù)Marsal顆粒破碎率公式[25]，定義為試驗(yàn)前、后顆粒各級(jí)粒組質(zhì)量分?jǐn)?shù)之差ΔWk的絕對(duì)值之和，計(jì)算公式為：

式中：Wki、Wkf分別為試驗(yàn)前、后級(jí)配曲線上某級(jí)粒組的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

相同擊實(shí)功下含水率對(duì)顆粒破碎情況影響較小，相對(duì)破碎率差異較小。采用平均相對(duì)破碎率表示不同級(jí)配對(duì)全風(fēng)化軟巖破碎情況的影響。全風(fēng)化軟巖土樣的平均相對(duì)破碎率隨級(jí)配的變化如圖10所示。

由圖10可知：平均相對(duì)破碎率為7%～30%，且破碎率隨粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大呈非線性增長(zhǎng)。全風(fēng)化軟巖填料風(fēng)化程度較大，顆粒內(nèi)部孔隙率較大，抗變形性能較差，擊實(shí)后的相對(duì)平均破碎率較高。粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，應(yīng)力集中現(xiàn)象越明顯，有越多的粗顆粒破碎為細(xì)顆粒，破碎率越大。隨土體顆粒逐漸趨于均勻，應(yīng)力集中現(xiàn)象逐漸減弱，隨擊實(shí)功的增大，單位擊實(shí)功引起的平均相對(duì)破碎率逐漸減小。

4 CBR試驗(yàn)

通過(guò)貫入試驗(yàn)得到土樣的荷載-位移曲線，如圖11所示。由圖11可知：試樣的荷載-位移曲線呈上凸?fàn)?，在貫入初始階段，土體產(chǎn)生彈性變形，曲線斜率較??；隨貫入量的增大，土體產(chǎn)生局部剪切破壞，相同的貫入量只需增大較小的壓力，因此斜率變大；同時(shí)粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大的土樣在相同貫入量下需較大壓力。

全風(fēng)化軟巖填料不同級(jí)配土體ECBR如表3所示。貫入量分別為2.5、5.0 mm時(shí)，ECBR取ECBR2.5和ECBR5.0兩者中較大值。

由表3可知：粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大則ECBR越大。根據(jù)文獻(xiàn)[23]要求，壓實(shí)度為93%時(shí)，ECBR≥3。級(jí)配4粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)小，不能用作路堤填料。雖然填料在壓實(shí)過(guò)程中存在一定破碎，但含石率較高的土體仍滿足路堤填筑要求。因此提高粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)能提高路基強(qiáng)度，路基填筑時(shí)需控制粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)不能過(guò)小。

5 結(jié)論

采用4種不同級(jí)配的全風(fēng)化軟巖試樣進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，研究級(jí)配對(duì)全風(fēng)化軟巖壓實(shí)特性的影響，分析特征粒徑、粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)、不均勻系數(shù)、曲率系數(shù)等因素對(duì)最大干密度、最佳含水率及破碎率的影響。

1）對(duì)不同級(jí)配的全風(fēng)化軟巖進(jìn)行壓實(shí)試驗(yàn)，得到的最大干密度為1.86～2.05 g/cm3。最大干密度一般隨有效粒徑和限制粒徑的增大而增大，隨粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而增大，隨不均勻系數(shù)的增大而增大，隨曲率系數(shù)的增大而先減小后增大。

2）不同級(jí)配的全風(fēng)化軟巖進(jìn)行壓實(shí)試驗(yàn)，最佳含水率為9.50%～11.23%。最佳含水率一般隨特征粒徑d50、d60的增大而減小，隨粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而減小，隨不均勻系數(shù)的增大而減小，隨曲率系數(shù)的增大而先增大后減小。

3）不同級(jí)配下全風(fēng)化軟巖的平均相對(duì)破碎率為0～30%，含水率對(duì)全風(fēng)化軟巖擊實(shí)后破碎率的影響較小，粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)越小的土體破碎率越小。擊實(shí)后級(jí)配曲線向上限偏移，且粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)越多，偏移幅度越大。隨粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，單位擊實(shí)功引起的平均破碎率減小。

4）不同級(jí)配下全風(fēng)化軟巖的加州承載比為2.90～12.36，且隨粗顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而變大，但含石率較小的土樣承載比過(guò)低，不符合路堤填料要求，提高含石率可提高路堤的承載比。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何滿潮，陳新，周永發(fā)，等.軟巖工程力學(xué)[M].北京： 科學(xué)出版社， 2014.

[2] 羅強(qiáng)，方東，詹學(xué)啟，等.蒙華鐵路路基全風(fēng)化軟質(zhì)巖填料碾壓工藝試驗(yàn)[J].鐵路工程學(xué)報(bào)， 2018（9）： 9-13.

LUO Qiang， FANG Dong， ZHAN Xueqi， et al. Compaction technology test of full weathering soft rock subgrade filling for Mengxi-Central China Railway[J].Journal of Railway Engineering Society， 2018（9）： 9-13.

[3] 鄭明新，方燾，刁心宏，等.風(fēng)化軟巖填筑路基可行性室內(nèi)試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué)， 2005， 26（增刊1）： 53-56.

ZHENG Mingxin， FANG Tao， DIAO Xinhong， et al. Experimental study on feasibility of filled subgrade with weathered soft rock[J].Rock and Soil Mechanics， 2005， 26（Suppl.1）： 53-56.

[4] 王合春.強(qiáng)風(fēng)化軟巖路基填料水洗篩分法的試驗(yàn)探討[J].鐵道建筑技術(shù)， 2014（1）： 83-85.

WANG Hechun. Test on the wet screening method for subgrade fillings of strong weathered soft rock[J].Railway Construction Technology， 2014（1）： 83-85.

[5] 方燾，鄭明新，郭建湖.軟巖填筑路基的壓實(shí)特性研究[J].路基工程， 2006（1）：52-55.

[6] 劉新喜，夏元友，劉祖德，等.強(qiáng)風(fēng)化軟巖路基填筑適宜性研究[J].巖土力學(xué)， 2006，27（6）：903-907.

ZHENG Xinxi， XIA Yuanyou， LIU Zude， et al. Study on suitability for embankment of highly weathered soft rock subgrade[J].Rock and Soil Mechanics， 2006，27（6）： 903-907.

[7] 但漢成，李亮，胡萍，等.風(fēng)化軟巖路基填料擊實(shí)工程特性室內(nèi)試驗(yàn)研究[J].鐵道學(xué)報(bào)， 2009， 31（4）： 75-81.

DAN Hancheng， LI Liang， HU Ping， et al. Interior experimental study on compaction engineering characteristics of weathered-soft-rock subgrade filling materials[J].Journal of the China Railway Society， 2009， 31（4）： 75-81.

[8] 康景文，田強(qiáng)，顏光輝，等.成都地區(qū)泥質(zhì)軟巖地基主要工程特性及利用研究[J].工程勘察， 2015（7）： 1-10.

KANG Jinwen， TIAN Qiang， YAN Guanghui， et al. Study on engineering characteristics and utilization of soft rock ground in Chengdu Area[J].Geotechnical Investigation & Surveying， 2015（7）： 1-10.

[9] 傅毅靜，張強(qiáng).風(fēng)化軟巖路堤填筑與填料改良試驗(yàn)研究[J].路基工程， 2013（1）： 88-91.

FU Yijing， ZHANG Qiang. Experimental study on embankment filling and improvement of filling material with weathered soft rock[J].Subgrade Engineering， 2013（1）： 88-91.

[10] 劉振宇，馮文凱，謝吉尊，等.某機(jī)場(chǎng)紅層強(qiáng)-全風(fēng)化砂巖的力學(xué)特性大型原位試驗(yàn)研究[J].路基工程，2017（1）： 102-106.

LIU Zhengyu， FENG Wenkai， XIE Jizun， et al. Study on large-scale in-situ test of mechanical properties of strong and whole-weathered sandstone in red rock of an airport[J].Subgrade Engineering，2017（1）： 102-106.

[11] 高成雷，嚴(yán)戰(zhàn)友，李建軍，等.顆粒級(jí)配對(duì)無(wú)黏性土壓實(shí)性的影響分析[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（交通科學(xué)與工程版）， 2016， 40（2）： 227-232.

GAO Chenglei， YAN Zhanyou， LI Jiangjun， et al. Effect of grain size distribution on compaction property of cohesionless soil[J].Journal of Wuhan University of Technology（Transportation Science & Engineering）， 2016， 40（2）： 227-232.

[12] WANG Junjie，ZHANG Huiping，DENG Diping. Effects of compaction effort on compaction behavior and particle crushing of a crushed sandstone-mudstone particle mixture[J].Soil Mechanics and Foundation Engineering，2014，51（2）：67-71.

[13] 余明東.泥巖質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)昔格達(dá)填料路用性質(zhì)的影響研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2017，25（2）：317-321.

YU Mingdong.Effect of content of mud rock on road application properties of Xigeda soil mixed filling[J].Journal of Engineering Geology， 2017，25（2）：317-321.

[14] 鞠興華，楊曉華，張莎莎.泥質(zhì)軟巖棄渣路基填料工程特性研究[J].水利水電技術(shù)，2020，51（10）：188-194.

JU Xinghua，YANG Xiaohua ，ZHANG Shasha. Engineering characteristics of soft argillaceous rock waste as subgrade filler[J].Water Resources and Hydropower Engineering， 2020，51（10）：188-194.

[15] 杜俊，侯克鵬，梁維，等.粗粒土壓實(shí)特性及顆粒破碎分形特征試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué)，2013，34（增刊1）：155-161.

DU Jun，HOU Kepeng，LIANG Wei， et al. Experimental study of compaction characteristics and fractal feature in crushing of coarse-grained soils[J].Rock and Soil Mechanics， 2013，34（Suppl.1）：155-161.

[16] 陶慶東，何兆益，賈穎.土石混合體路基填料分形特性與壓實(shí)破碎特性研究[J].中外公路，2020，40（2）：243-248.

[17] 周榮，宋曉東.粗粒填料土分形特征與可壓實(shí)特性相關(guān)性研究[J].人民長(zhǎng)江，2014，45（1）：91-93.

ZHOU Rong，SONG Xiaodong. Study on relativity between fractal characteristics and compactibility of coarse-grained soil [J].Yangtze River，2014，45（1）：91-93.

[18] 戴仁輝，李明東，陳士軍，等.不同粒度粗粒的極限孔隙比和破碎特征[J].建筑材料學(xué)報(bào)，2021，24（2）：427-431.

DAI Renhui，LI Mingdong，CHEN Shijun，et al. Ultimate void ratios of coarse particles of different sizes and its particle breakage characteristics[J].Journal of Building Materials，2021，24（2）：427-431.

[19] 徐俊，韓文喜，吳亞?wèn)|，等.粗粒含量對(duì)砂泥巖類(lèi)填料力學(xué)性質(zhì)的影響研究[J].水力發(fā)電，2020，46（12）：117-123.

XU Jun，HAN Wenxi，WU Yadong，et al. Effect of coarse grain content on the mechanical properties of sand and mudstone fillers[J].Water Power， 2020，46（12）：117-123.

[20] 蒲陽(yáng)，束冬林，王文炳，等.公路路基軟巖質(zhì)粗顆粒填料級(jí)配及力學(xué)性能研究[J].路基工程，2021（2）：76-81.

PU Yang，SHU Donglin，WANG Wenbing，et al. Study on gradation and mechanical properties of soft rocky coarse grained filler for highway subgrade[J].Subgrade Engineering， 2021（2）：76-81.

[21] 馬捷，韓文喜，劉忠璇，等.P5含量對(duì)粗顆粒土壓縮性質(zhì)影響研究[J].人民長(zhǎng)江，2019，50（增刊2）：179-184.

[22] 李永奎，馬鵬.粗顆粒含量對(duì)川西混合土抗剪強(qiáng)度的影響研究[J].路基工程，2020（1）：67-70.

LI Yongkui，MA Peng. Study on the effect of coarse particle content on shear strength of mixed soil in Western Sichuan[J].Subgrade Engineering， 2020（1）：67-70.

[23] 交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院.公路土工試驗(yàn)規(guī)程：JTG 3430—2020[S].北京：人民交通出版社，2020.

[24] 中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司.公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范：JTG D30-2015[S].北京：人民交通出版社，2015.

[25] MARSAL R J. Mechanical poperties of rockfill embankment dam engineering[M].New York： Wiley，1973：109-200.

Effect of packing stages on compaction and crushing characteristics of fully weathered argillaceous sandstone

ZHANG Rong1， GUO Zhiyu1， ZHENG Bowen1， NAN Kai1， WANG Junjie2， LI Sha2

1.China Railway 12 Bureau Group Fourth Engineering Co.，Ltd.， Xi′an 710000， China;

2.School of River and Ocean Engineering， Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074， China

Abstract：In order to study the effect of particle size on the compaction and crushing characteristics of fully weathered soft rock filler， compaction， screening and load-bearing ratio tests are carried out on fully weathered soft rock of different grades. The results show that the maximum dry density of fully weathered soft rock is 1.86-2.05 g/cm3， and the optimal water content is 9.5%-11.23%. The maximum dry density increases with the increase of mass fraction of coarse particles， and increases with the increase of effective particle size limited particle size， and increases with the increase of non-uniformity coefficient， and first decreases and then increases with the increase of curvature coefficient. The optimal moisture content decreases with the increase of the mass fraction of coarse particles， decreases with the increase of the effective particle size and the limited particle size， decreases with the increase of the non-uniformity coefficient， and increases first and then decreases with the increase of the curvature coefficient. The average crushing rate of the four kinds of graded soft rock filler is 0-30% after compaction， and the grading curves shift to the upper limit after compaction. The effect of water content on the crushing rate of the filler is small， and the smaller the mass fraction of coarse particles， the smaller the crushing rate. The California bearing ratio （CBR） of different grades is 2.90-12.36. There is some crushing of the filling in the process of compaction， but the soil with large stone content can still meets the requirements of embankment filling. Improving the stone content in the process of embankment filling can achieve better compaction effect and improve the embankment bearing ratio.

Keywords： particle size distribution; compaction characteristics; crushing characteristics; CBR; fully weathered soft rock

（責(zé)任編輯：王惠）

收稿日期：2021-09-28

基金項(xiàng)目：水利部堤防安全與病害防治工程技術(shù)研究中心開(kāi)放課題基金資助項(xiàng)目（LSDP202101）

第一作者簡(jiǎn)介：張榮（1986—），男，甘肅天水人，工程師，主要研究方向?yàn)楣吩O(shè)計(jì)和施工，E-mail：1510507552@qq.com。