1、1、目前国内研究现状对于砂的路用性能的研究：同济大学的张海霞等人对长江口细砂的路用性能有如下结论：（1） 长江口细砂级配不良, 为单粒结构, 但具有较强的抗液化能力和较高强度, 适用于作为路基填料;（2）长江口细砂具有一定的含泥量, 可以使此砂具有一定的粘聚力, 增加了强度和稳定性;（3）长江口细砂的击实特性表现为多峰特性, 与粘性土截然不同, 对细砂压实施工中的控制含水量范围可适当放宽, 在含水量为10%15% 时压实都可以达到较好的压实效果;（4）长江口细砂的c、 随压实度和含水量变化不大, 表明该砂具有很好的水稳定性和施工适宜性,且c不为零, 有利于路基边坡稳定性;（5）长江口细砂的回弹
2、模量和CBR 值均较高,证明此砂强度较高, 水稳定性良好。重庆交通大学赵毅硕士论文西藏天然沙砾的路用性能研究，得出结论：（1）西藏天然砂砾料总体上细集料（即小于4.75mm）偏多，采用重型击实标准试验，得到其最佳含水量约在6.0%，最大干密度在2.25 2.35cmg3/之间。其中按等质量代换法得到的数据变化不大。cmg3/（2）级配沙砾基层材料最大粒径达到37.5mm，公路土工试验规程回弹模量试验中的设备已经不能满足要求。在原有试验方法和他人研究成果的基础上，自行设计加工了专用的试筒和承载板，试筒尺寸采用DH=308mm290mm，承载板直径为100mm。式样采用2000kn压力机静压成型，
3、回弹模量试验过程中采用反力架和千斤顶施加荷载。（3）本文首次对西藏天然沙砾材料按照不同最大粒径、西藏分区的代表级配、密实级配、含水率、饱水状态、冻融状态进行了回弹模量试验，得到以下结论：1、最大粒径37.5mm密实级配沙砾材料的回弹模量大于31.5mm密实级配沙砾材料。2、在自然状态，密实级配的沙砾材料比天然级配的沙砾材料在逐级单位压力下回弹模量要大。3、级配沙砾有良好的水稳定性，在水中浸泡四天后承载力没有明显的下降，当级配沙砾中小于0.075mm的粉粒料含量小于4%时，级配沙砾表现出良好的水稳定性。说明级配沙砾适宜作为路面基层使用。即使在地下水上升至基层，也对基层的承载能力影响不大。4、级配
4、沙砾有良好的冰冻稳定性，冻融试验结果表明，级配沙砾结构10次以上冻融循环，其回弹模量变化很小，变化在5%以内，说明级配沙砾具有良好的冰冻稳定性。5、本文首次对西藏天然沙砾的承载力特性进行了系统分析，得出了天然沙砾材料表现出明显的非线性承载力特性。6、首次对沙砾基层沥青路面结构进行了非线性承载力条件下的结构分析，利用结构分析得到的最大竖直变形和最大层底拉应力，给出了西藏地区级配沙砾基层沥青路面的容许标准轴载交通量。首次提出了基层在非线性承载力条件下的级配沙砾基层路面新的设计方法。国内对于风积沙的研究抗剪强度的试验方法主要有直接剪切试验、三轴剪切试验和无侧限抗压抗拉试验等。唐春等采用改造过的直剪仪
5、器对不同级配、不同压实度的风积沙进行直剪试验的结果表明: 风积沙内摩擦角与压实度线性相关, 另外颗粒级配是风积沙内摩擦角的主要影响因素, 而含水量的变化对风积沙的内摩擦角和粘聚力的影响较小。张德媛研究表明: 干密度大小和强度有直接关系, 干密度值越大, 抗剪强度越高; 抗剪强度与垂直压力关系曲线近似成直线, 表现出明显的正相关。同一干密度同级压力下, 含水量对抗剪强度影响不大。风积沙三轴剪切试验从开始到破坏可分为弹性压密、屈服变形、破坏3个阶段, 试样有呈45 左右的破坏面; 同一干密度下, 从内摩擦角的数值来看, 含水量的大小对内摩擦角的影响不是很显著, 含水量变化对非饱和风积沙强度的影响,
6、 和直剪试验的统计数据相比较, 所得规律基本一致。陈忠达、张登良研究指出: 三轴试验得到的内摩擦角值比直剪试验所得要大, 一般大8% 10%,这是因为试验设备、试验方法以及应力应变条件的不同所致。通过专门设计的试验方法进行试验, 结果表明垂直应力与抗剪强度关系呈近似线性。另一方面, 严西华、赵永波 7 对毛乌素沙漠风积沙按照JT J051- 93公路土工试验规程中无粘性土的快剪试验进行直剪试验, 结果表明内摩擦角与沙样的密实度存在显著的相关关系。风积沙的回弹模量张生辉等人的研究表明: 风积沙属于弹性体;风积沙回弹模量与含水量密切相关; 当含水量相同时, 回弹模量随干密度的提高而增大。风积沙的回
7、弹模量是含水量和压实度的函数。李世芳、胡作龙则通过试验对风积沙在不同含水量条件下回弹模量的变化规律进行了研究, 结果表明: 随着风积沙细颗粒含量的增大, 强度对水的敏感性增大, 回弹模量降低较快; 回弹模量最小值出现在饱和含水量处,而在干燥状态时达到最大。安建林的研究也得出了类似结论: 试验中, 影响回弹模量大小的主要因素有含水量、干密度和承载板的直径; 土体在最佳含水量下压实达到最大压实度后, 获得了强度的提高,从而使回弹模量增大; 承载板直径大小对回弹模量的影响是人为试验的影响, 对于一定含水量和密实度状态下的沙样, 其本身的回弹模量值应该是一定的。李烘星则对风积沙回弹模量与压实度的关系进
8、行了研究, 结果表明: 风积沙回弹模量随压实度增加呈非线性增长关系。已有研究结果还表明, 各个地区的风积沙普遍具有较高的回弹模量。2. 3风积沙承载比( CBR )承载比试验是由美国加利福尼亚州公路局首先提出来的1种评定路基土及其它路面材料承载能力的指标, 简称CBR ( Ca liforn ia B earing R atio), 是指试样贯入量达2. 5mm时, 单位压力对标准碎石压入相同贯入量时标准荷载强度的比值。通过CBR 试验可以了解风积沙不同密度时的强度。李万鹏 5 等的研究表明: 随着干密度的增加, CBR 值明显增大; 最佳含水量状态下风积沙不泡水的CBR 值比泡水的CBR 值
9、高50% 左右。李烘星 11 、严西华 7 等各自按照 公路土工试验规程! ( JTJ051- 93)进行CBR 试验, 得出相似结果表明风积沙在泡水状态下的强度较低。3风积沙的击实特性风积沙在天然状态下为松散状态, 工程性能差,承载力低, 回弹模量小; 压缩后, 其强度提高, 回弹模量增大。对风积沙击实特性进行研究, 可获得其最大干密度和最优含水量, 用于指导现场施工和检验现场压实作业的质量。朱学坤等按照 公路土工试验规程! ( JT J051- 93)中的击实试验要求进行试验, 并结合新疆交通科研所试验资料 14 , 分析击实试验结果发现风积沙在干燥和饱水条件下能获得较高干密度, 而在其它
10、条件下只能获得相对较低的干密度; 在不同含水量状态下, 干密度虽然不同, 但其值比较接近, 变化差异较小, 最大干密度与最小干密度仅差2%左右。张德媛 4 按照国标土工试验方法标准( GB /T50123- 1999)及中华人民共和国行业标准(中华人民共和国水利部发布)土工试验规程( SL237- 1999)击实试验( SL237- 011 - 1999)规定, 采用重型击实试验方法确定最大干密度和最优含水量。结果表明: 风积沙含水量接近零时为一峰值。此后含水量增大干密度反而减小, 直至出现最小干密度。之后,干密度又随含水量的增大而增大, 直至达到最优含水量所对应的最大干密度, 此后干密度又随
11、含水量的增大而减小。袁玉卿、王选仓 15 取乌兰布和沙漠风积沙试样进行标准重型击实试验, 得到类似结论, 并指出击实功是影响击实效果的重要因素之一。风积沙的最佳含水率随击实功的增大而减小, 而最大干密度随击实功的增大而增大。但随击实功逐渐增大, 对最佳含水率和最大干密度的影响越来越小, 当击实功增大到一定程度后, 对最佳含水率和最大干密度的影响就不明显了。风积沙在干燥和饱水状态下均可以达到很高的密实度, 这是因为风积沙处于干燥状态时, 非常松散, 粘聚力几乎为零, 此时击实主要克服内摩阻力,容易达到天然状态下的最大干密度。随着含水率的增加, 产生了水对沙粒成分中石英类矿物的非润滑效应。含水率较
12、小时, 水膜很薄, 粘滞性很强, 增大了粘聚力, 导致沙样不易压实。随含水率增大, 结合水膜逐渐变厚, 水的粘滞性减小, 润滑作用增加, 使得风积沙的内摩阻力逐渐减小, 干密度提高, 在最佳含水率时得到最大值。超过最佳含水率后, 随着含水率继续加大, 风积沙内摩阻力和粘聚力继续减小,水的体积却在不断增加, 由于水是不可压缩的, 因此在同样的压实功作用下, 风积沙的干密度值反而减小。风积沙振动压实的影响因素陈忠达等利用振动台法研究了风积沙的振动压实特性, 分析了振幅、频率、振动时间、配重、含水量、填料方式等对风积沙压实特性的影响和变化规律。结果表明, 振动频率和振幅对压实效果有显著的影响, 其中
13、振动频率对风积沙振动压实影响最显著。李志勇等的研究结果表明: 风积沙颗粒间能否重新排列及压实功是影响压实效果的主要因素, 振动加速度对这两个因素均有较大影响; 另一方面, 风积沙沙样(干沙或有一定含水量)随着振动时间的延长会出现振实- 振松- 振实现象, 因而振动时间并非越长越好。风积沙的水稳定性华锋等研究表明, 风积沙中粘粒和粉粒的含量极少, 颗粒表面活性很低, 无粘性, 松散性强, 水稳定性好。李世芳通过室内和野外试槽试验, 对不同条件的风积沙进行回弹模量的测定,对风积沙的水稳定性进行了较为系统的研究, 指出风积沙相对于粘土、粉土具有良好的水稳定性, 并且细颗粒含量少的风积沙其水稳定性相对较好。
