初始含水率和改良材料掺量对膨胀土抗剪强度的影响

为研究不同初始含水率和不同改良材料掺量对膨胀土抗剪强度指标的影响,分别在膨胀土中掺入水泥、石灰、粉煤灰、风化砂进行膨胀土的化学改良,通过改变4种改良材料的掺量及调整膨胀土的初始含水率,进行室内直剪试验。试验结果表明:掺水泥、石灰和粉煤灰能显著提高膨胀土的黏聚力,掺水泥提高黏聚力的幅度最大,其次是掺石灰和粉煤灰,掺风化砂会使膨胀土的黏聚力下降;掺水泥、石灰、粉煤灰和风化砂均能提高膨胀土的内摩擦角,其中掺水泥提高内摩擦角的幅度最大,其次是风化砂。4种材料均可用作膨胀土的改良材料,不同初始含水率及不同改良材料掺量对膨胀土抗剪强度指标的影响十分显著。     

石灰改良过湿土的施工工艺和力学性质

针对用天然含水率高、黏粒含量较高的黏性土作为路堤填筑材料时,存在破碎困难、含水率降低慢、土体强度低和不易压实等问题,结合现场施工工艺试验和室内力学性质试验,进行了石灰改良过湿土填料的力学性质和施工工艺研究。比较了采用干土法和湿土法这两种标准击实试验方法的试验结果,认为在石灰改良过湿土施工时应采用湿土法,先在取土坑掺2%的生石灰,堆放3 d后用路拌法掺3%的消石灰,使石灰量达到5%。试验结果表明,石灰改良后土体含水率快速降低,黏性减小,易于破碎,压实后土体的CBR强度高,胀缩性低,成为良好的路堤筑堤材料。     

石灰改良膨胀土的水稳定性研究

为研究石灰改良膨胀土的水稳定性,以某边坡弱膨胀土及石灰改良膨胀土为研究对象,进行了击实试验、无侧限抗压强度试验和压缩模量试验,并引用其他学者的相关土水特征曲线(SWCC)试验结果,分析了石灰改良膨胀土的水稳定特性。结果显示石灰改良膨胀土的可击实范围比素土宽,且最优含水率和最大干密度随掺灰率的增大分别线性增大和线性减小;石灰改良膨胀土经过1 d的吸湿后,无侧限抗压强度与压缩模量降低幅度最大,之后随着吸湿天数的增加,无侧限抗压强度和压缩模量降低的幅度逐渐减小,最终趋于稳定;经过1次干湿循环后,无侧限抗压强度降低幅度最大,之后随着干湿循环次数的增加,无侧限抗压强度降低幅度逐渐减小。试验后的石灰改良膨胀土强度及模量的衰减程度较素土有了较大幅度的降低,表明石灰改良土的水稳定性有了较大的改善。此外,SWCC的研究表明石灰改良膨胀土的水稳定性得到了较大幅度的提高。     

石灰改良膨胀土施工技术

用石灰改良膨胀土修筑高速公路路基技术已被广泛应用,介绍了湖北宜张高速公路采用的石灰改良膨胀土施工技术。通过采用现场集中拌制、砂化试验、灰土的均匀性控制等措施,确保了施工质量和工程进度,取得了良好的效果。     

不同剪切速率对改良膨胀土抗剪强度影响研究

为了研究不同方法改良的膨胀土在不同剪切速率下抗剪强度指标的变化规律,分别在2.4mm/min和0.8 mm/min剪切速率下对风化砂、石灰、水泥以及粉煤灰改良的膨胀土样进行了室内直接剪切试验,得到了不同剪切速率下改良膨胀土的抗剪强度指标值。试验结果表明:(1)剪切速率对同一材料改良膨胀土的内摩擦角和粘聚力均有影响,并且对粘聚力的影响要大于对内摩擦角。(2)风化砂改良膨胀土的内摩擦角和粘聚力均随剪切速率的增大而增大。(3)同一剪切速率下,掺砂改良膨胀土的内摩擦角随掺砂比例的增大先增大后减小,粘聚力随掺砂比例的增大而减小。(4)同一剪切速率下,掺水泥改良膨胀土的抗剪强度指标最大。从效果上看,掺风化砂、石灰、水泥和粉煤灰均能提高膨胀土的抗剪强度。     

石灰改良膨胀土抗剪强度参数试验研究

对石灰改良膨胀土强度形成机理进行了分析,研究了养护时间、初始含水率、掺灰率对石灰改良膨胀土的凝聚力及内摩擦角的影响,提出综合考虑含水率与掺灰率的凝聚力计算式,通过研究认为养护时间对凝聚力和内摩擦角的影响0~7 d比7~28 d 大,但对内摩擦角的影响比凝聚力小,这些结论的得出对进一步研究石灰改良膨胀土的抗剪强度具有一定的参考意义。     

水泥及石灰掺量对改良膨胀土抗剪强度的影响

以南水北调中线工程淅川段的膨胀土为研究对象,分别采用水泥和石灰对膨胀土进行改良,其掺量分别为2%、4%和6%,在分别养护7 d和28 d条件下,进行直剪试验,研究水泥和石灰掺量对改良膨胀土抗剪强度的影响。研究表明:水泥和石灰均能有效地抑制膨胀土的膨胀性,并且随着掺量的提高、养护时间的加长,改性膨胀土的抗剪强度、黏聚力和摩擦角进一步得到提高;水泥相对于石灰对膨胀土抗剪强度影响更大。     

不同掺加剂改性膨胀土的试验研究

运用离子土壤固化剂(ISS)、生石灰、消石灰对南水北调中线工程中的膨胀土进行改良试验。根据不同配比改性土的阿太堡试验(液塑限以及塑性指数试验)结果,选定ISS溶液改良该研究区3种膨胀土的最优配合比为1∶250。依据颗粒分析试验、界限含水量试验和膨胀试验结果,确定生石灰和消石灰的最优掺合比为6%。分析了改性前后膨胀土的基本物理特性以及变形规律。通过分析改性前后膨胀岩土的物理指标得出:原岩中,白色泥灰岩属弱膨胀土,红色泥灰岩属中膨胀土,黄色黏土岩属中-强膨胀土,各种掺加剂对3种膨胀土改性前后基本物理指标的影响是不同的。自由膨胀率试验表明:掺加剂只能抑制而不能消除膨胀岩土的膨胀性,其对中-强膨胀土的抑制效果更明显。最后初步探讨了掺加剂改性膨胀土的机理。     

水泥改性膨胀土施工工艺关键技术

针对膨胀土水泥改性处理施工技术中出现的问题,在总结相关文献及参考石灰改性膨胀土工法的基础上,通过膨胀土水泥改性施工工艺现场试验,对施工中3个关键技术(开挖料高含水率速降、开挖料超径土团破碎、改性土填筑施工时效性)进行了系统研究。对于现场施工中采用的破碎机、旋耕机、条筛、机械组合等碎土施工工法,分析比较了土团破碎效果、工程适用性以及水泥掺拌均匀程度;总结得出了膨胀土含水率速降施工方法、土团破碎施工方法以及水泥改性土填筑施工要求。研究成果可为改性膨胀土工程施工工艺提供借鉴。     

高液限土掺灰改良的试验研究

针对高液限土通过掺灰改良应用于路堤填筑方面的理论不足,对掺灰改良前后土体性能进行了试验研究。采用界限含水率试验、自由膨胀率试验和无荷膨胀试验、干湿循环下改良土的水稳定性试验,对高液限土改良前后、不同灰剂量、不同养护时间下的力学性质、变形和稳定性方面的变化进行研究。研究表明,灰剂量4%、养护7-14天时,其液限及塑性指数下降明显。石灰改良土无荷膨胀率明显低于素土无荷膨胀率,且灰剂量4%、养护7天时,其膨胀率降低效果最好。干湿循环作用下,素土很快崩解,而石灰改良土则随着灰剂量增大,其膨胀现象越是推后且不明显。改良土的CBR值先随循环次数的增加而增大,后渐趋平稳,2%和4%灰剂量的循环到一定次数之后有所降低。更多还原     

石灰、水泥及砂改性膨胀土工程特性的试验研究

膨胀土灾害治理一直是岩土工程界的重要课题之一,掺加改性材料是改善膨胀土工程特性的重要方法。制作掺加不同比例的石灰、水泥以及砂的改性膨胀土试样,通过物理性质试验、膨胀性试验和强度试验结果的比较,确定三种改性材料的最佳掺比。在此基础上,进一步比较三种改性材料最佳掺比下对膨胀土的改性效果。试验结果表明,水泥和石灰比砂能更好地减小膨胀土的膨胀率,提高膨胀土的强度。研究结果为工程实践中改性材料的合理选择提供了重要参考。     

石灰加固膨胀土机理研究综述和展望

对石灰加固膨胀土机理的研究现状进行了综述,明确了石灰加固膨胀土性质变化的过程离子交换是石灰加入土中最先发生的反应,之后发生絮凝和结团、结块,使膨胀土的性质快速发生变化。现有机理研究成果表明硬凝反应是一个长期的过程,能提高土体的强度;碳酸化和结晶作用也有助于提高土体的强度;扩散和胶结是使土体内部产生变化的原因;微观结构和矿物组成的变化是石灰改性膨胀土的内因。提出了进一步从土中离子含量的定量变化、土的微观结构的定量分析、以及石灰加固膨胀土中吸力的变化等方面开展石灰加固膨胀土机理研究的新思路;并阐述了石灰加固膨胀土可能带来的环境污染基本上可以忽略。研究工作将有助于进一步揭示石灰改性膨胀土的机理。     

石灰稳定土在道路工程中的应用

本文详细阐述了根据美国AASHT0 T220标准进行石灰稳定土配合比设计的两种试验方法:一种是根据土的塑性指数来确定石灰剂量;另一种是根据石灰土的pH值来确定掺加土中的最少石灰剂量。在确定加入土中的最少石灰剂量以后,还需对石灰稳定土进行无侧限抗压强度检验,保证强度满足规范要求。由于很多地区缺乏天然砂石材料,铺筑路面基层(非高等级公路)及底基层靠完全外运石料将造成工程造价太高,且石灰稳定土的刚性和分布荷载能力较传统的级配碎石高得多,因此,广泛推广石灰稳定土在路面基层(非高等级公路)及底基层中的应用,对节约工程造价,降低工程难度具有重大的现实意义。     

石灰稳定法处理过湿土路基试验研究

苏南平原地区土层的含水量高、粘粒含量高、变形大，一般不能直接作为高等级公路的路基。为了降低建设费用，充分利用当地材料作为路基填土，公路施工中广泛使用土中掺入石灰作为改良土的性质的方法。文章介绍苏州的两种天然土、控制含水量的素填土和不同石灰掺入量的石灰稳定土的回弹模量试验，结果表明天然土和素填土的回弹模量较低且随含水量的增加而迅速降低；石灰稳定土的回弹模量与土类、土的压实度、石灰含量、养护龄期等有显著的关系。     

引江济汉工程水泥改性土填筑碾压试验

引江济汉工程膨胀土换填采用路拌法施工技术,即在膨胀土料中掺入适量的水泥,用机械设备使二者之间充分拌和并发生物理及化学反应,改变膨胀土的力学性质,使其强度和稳定性得到较大的提高,膨胀性得到较好的控制。从试验结果来看,拟定的施工工艺及各项技术参数,可用于指导膨胀土换填施工,并具有一定的代表性。     

南水北调中线工程膨胀土渠段改性土施工中存在的困难及对策研究

膨胀土水泥改性后换填是“十一五”期间提出的针对膨胀变形引起的渠坡破坏模式的处理方案之一。由于改性土施工技术难度大,施工工艺较复杂,国内施工队伍缺少现场改性土施工的实践经验,且在大规模膨胀土输水渠道中应用尚属首次,因此,该技术在实际施工中存在一定的困难和问题,为此,国家“十二五”科技支撑项目设置“膨胀土水泥改性处理施工技术”研究课题对其开展专门研究。以南水北调中线工程鲁山—郑州段膨胀土渠段的现场科研和施工工作为基础,分析膨胀土渠段改性土填筑施工中存在的料源、施工工艺、检测方法及检测标准等普遍存在的问题,通过开展现场试验和室内研究,提出了相应的解决方案和建议,研究成果可直接应用于南水北调中线总干渠膨胀土渠段的大规模施工。     

高等级公路工程中的膨胀土研究

结合宁—连一级公路相应试验资料，对路基膨胀土进行工程地质研究，认为塑性图是判别、划分膨胀土胀缩等级的可靠手段；路基土经击实后胀缩性有明显提高，施工应采用重型击实标准；掺６％～８％生石灰是膨胀土的理想改良措施，中、弱膨胀土经改性处理后可作为高等级公路的路基填料。