公路弃土场渣料分维特征与剪切强度关系研究

摘要

公路弃渣粒径范围广且级配不良，其强度特性是影响弃渣边坡稳定性的关键因素。为研究粒径分维特征与强度的关系，该文以都（匀）—香（格里拉）高速贵州段沿线21个弃土场为研究对象，通过现场调查、颗粒分析试验及室内剪切试验，获取弃土场渣料的颗粒组成及抗剪强度参数；基于分形理论，分析不同级配缩尺方法下的粒度分形特征，探究抗剪强度参数与粒度分形维数的关系，并建立弃土场渣料抗剪强度参数的估算公式。研究结果表明：不同来源及风化程度的渣料颗粒组成差异显著，路基及强风化渣料多呈单峰分布，而隧道及中风化渣料多呈双峰分布；颗粒分形维数与内摩擦角及细粒含量（粒径小于5 mm颗粒的质量占比）之间的相关性较好，当细粒含量≤20%时，分形维数随细粒含量的增加而增大，其内摩擦角随分形维数的增大而减小，当细粒含量>20%时，分形维数随细粒含量的增加而减小，内摩擦角随分形维数的增大而增大；通过实例验证了弃土场渣料抗剪强度参数估算公式的合理性，并通过弃土场渣料的颗粒组成估算其抗剪强度参数，为弃土场稳定性评价提供依据。

关键词

公路弃渣 / 分形维数 / 抗剪强度 / 颗粒级配 / 边坡稳定性