石灰改良膨胀土重塑后抗剪强度特性及应用

为研究石灰改良膨胀土重塑后的抗剪强度性能,进行了素土、石灰改良膨胀土及重塑石灰改良膨胀土3种土体在0,12.5,25,50,75,100,150 kPa下的直剪(快剪)试验。试验结果显示,重塑石灰改良膨胀土各上覆压力下的抗剪强度均低于石灰改良膨胀土而大于素土。采用《公路土工试验规程》(JTG E40—2007)拟合土体的抗剪强度时,素土在低应力下的偏差最大,而石灰改良膨胀土最小,采用双直线法拟合时各应力段的抗剪强度值偏差最小。重塑石灰改良膨胀土的抗剪强度劣化系数随着上覆压力的增大而减小,且呈明显的2段。当上覆压力<25 kPa时,上覆压力对于土体性能劣化系数影响较大;当上覆压力>25 kPa时,抗剪强度性能劣化系数随着上覆荷载的增大而减小的幅度逐渐减小。重塑后石灰改良膨胀土土体的黏聚力大于素土而小于石灰改良膨胀土,内摩擦角大于素土及石灰改良膨胀土。从试验结论来看,在素土强度满足路堤填芯的情况下,重塑后的石灰改良弱膨胀土可以直接用于路堤填芯;但用于路堤表面填筑时,需要再改良。     

石灰和水玻璃共同改良粉土试验研究

对泰州地区粉土用石灰和水玻璃进行室内改良试验,研究了不同掺量石灰+水玻璃(1%石灰+3%水玻璃、3%石灰+1%水玻璃、3%石灰+3%水玻璃)改良粉土的改良效果,得出以下结论:石灰+水玻璃对粉土有良好的改良效果,改良土的CBR值较素土有很大的提高;改良土的CBR值与无侧限抗压强度均随着养护时间和压实度的增加明显提高;粉土中掺入3%石灰+3%水玻璃后改良效果最佳,掺入1%石灰+3%水玻璃后能快速提高粉土的早期强度。试验成果可以指导实际工程依据强度要求确定不同的石灰+水玻璃掺量。     

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。     

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。     

陕北筑坝黄土的分散性判别及其改性研究

分散土遇水易分散流失，极易对水渠、大坝等水利工程造成冲沟、管涌等危害。为避免陕北地区土石坝因此造成溃坝，采用野外调查分析、经验公式判别、泥球试验和针孔试验，对陕北７座水库１０组筑坝黄土的分散性进行了判别，通过土样和库水的物理化学性质分析，阐明了分散土的影响因素及分散机理，同时研究了石灰对分散土的改性作用。分析结果发现，１０组筑坝土样中２组属于物理－化学复合性分散土、４组属于低凝聚性土（物理性分散土）、２组属于过渡土、２组属于非分散土。物理－化学复合性分散土在库水的抑制作用下分散性会减弱，表现为低凝聚性土的特征。土体的分散性随着石灰剂量的增加和养护龄期的延长，逐渐降低并完全消除。研究表明，陕北筑坝黄土由于黏粒含量低、钠离子含量高和酸碱度呈碱性，因此具有一定的物理或化学分散性，导致抗水蚀性较差。库水对土的分散性具有较强的抑制作用，石灰对低黏粒含量的分散土有很好的改性效果。     

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。     

吉林省乾安地区分散性土体改性试验研究

分散性土遇水容易分散流失,极易对水渠、大坝等造成冲沟、管涌等破坏,对水利工程造成不利影响。为降低工程灾害,需对分散性土进行改良。实验以吉林省乾安县分散性土体为研究对象,分别采用石灰+粉煤灰(比例1∶2)、水泥+石灰+粉煤灰(比例1∶1∶4)两种改性方案,通过针孔试验和碎块试验验证改性效果,并通过渗透试验探究改性剂对土体渗透性能的影响。综合试验结果,推荐采用石灰+粉煤灰改性方案,其中分散性土改性推荐最低胶材总掺量为6%,过渡性土改性推荐最低胶材总掺量为4%。改性剂对分散性土的渗透性影响不大,但对土样分散性的改良较为显著,可用来指导工程实践。     

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。     

基于二次掺灰法的改良膨胀土施工工艺与检测方法

膨胀土一般天然含水率高,透水性差,原状土一般以较大的团块存在,黏性较大,不易粉碎。但室内和现场试验成果证明:膨胀土经过掺灰改性后,其体积胀缩性低于一般黏土,而强度很高、压缩性低,是很好的土建工程填料。而能否将石灰和土料拌合均匀是影响改良效果的主要因素。因此石灰改良膨胀土施工工艺中最重要的一环就是掺灰工艺,其次就是掺灰土中掺灰量和均匀性是否达到设计要求的检验方法和判定标准。在大量室内和现场模拟试验的基础上,提出了石灰改良膨胀土的施工工艺和质量检验、控制标准。     

有荷条件下石灰改良膨胀土物理性能试验研究

为了解南阳地区膨胀土在常见单层、多层建筑荷载下的膨胀变形特点,开展了有荷载条件下不同石灰掺量改性膨胀土的膨胀率及水稳定性试验研究。试验结果表明：掺入石灰改良后,膨胀土的膨胀率显著下降,且水稳定性大大提高,尤其是当石灰掺量为3%时,其膨胀率低于1%,经历2~5次干湿循环即可达到稳定状态。相关成果可为膨胀土地区多层建筑的地基处理提供参考。     

黑龙江地区渠道基土工程性质试验分析

黑龙江地区广泛分布有水敏性的分散性土和膨胀土,这些特殊土的存在对渠道工程的安全运行造成严重威胁。在分析土样物化性质和矿物成分的基础上,采用多种试验方法对龙头桥、蛤蟆通、引汤灌区渠基土的膨胀性、分散性和力学性质进行了研究,探讨了生石灰对土样分散性和膨胀性的处理效果。试验结果表明:3个灌区的土样均属于膨胀土,其中龙头桥灌区土样的膨胀性较强;蛤蟆通灌区的土样属于分散性土,引汤灌区的土样属于非分散性土;3个灌区土样的抗剪强度不高,黏聚力值为13.62~49.60 kPa,内摩擦角为1.0°~24.5°。由于龙头桥灌区土样的有机质含量很高,该灌区土样的黏聚力比其他两个灌区高,而内摩擦角比其他两个灌区低;低掺量下的生石灰对土样的分散性和膨胀性有较好的改性效果,该方法适用于处理不良渠基。     

水泥+石灰复合改性膨胀土对水质的影响

对引江济淮试验工程弱膨胀土进行石灰改性、水泥改性、水泥+石灰复合改性,并制作三轴试样进行不同龄期(1 d、3 d、7 d、28 d)的养护,各龄期试样取出浸泡并分别在第1天、第3天、第7天、第28天提取浸出液检测其pH与Ca~+含量等,比较复合改性土浸出液与石灰改性、水泥改性土浸出液水质差别,并观察改性土三轴试样的浸水后完整性,探究复合改性能否降低土体对水质的影响。结果表明:复合改性土三轴试样浸出液的pH与Ca~+含量明显低于石灰改性土三轴试样浸出液;养护龄期为28 d的复合改性土对水质的影响也要低于水泥改性土。在实际工程中,应保障至少28 d的养护时间,并且在养护过程中杜绝浸泡或流水冲刷,保证养护质量。     

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。     

二灰土工程特性的试验研究

根据室内试验 ,分析了二灰土的物理力学性质 ,并将其与常规工程应用的二八灰土、二八粉煤灰土在各个力学性能方面作了比较。结果表明 :二灰土不仅经济、环保 ,而且具有较好的击实性、抗渗性 ,较低的压缩性和较高的抗剪强度。研究结果为应用二灰土处理黄土地基提供了理论依据     

改良盐渍土强度变形及其微观特性试验研究

盐渍土的盐胀溶陷等不良工程特性对交通基础设施建设及其安全运行有着极其不利影响。现以南疆地区路基氯盐渍土为研究对象,开展了不同龄期改良氯盐渍土2种试验方案的无侧限抗压强度试验及SEM-EDS试验,研究水玻璃、水泥、石灰、粉煤灰及纤维等多种材料联合改良盐渍土的机理及其微观特征。研究结果表明:以28 d抗压强度作为评价标准,方案1中最优组合为水泥8%+石灰12%+纤维0.2%+纤维长度18 mm+含盐量3%,适用于中盐渍土改良;方案2中最优组合为粉煤灰20%+石灰6%+纤维0.2%+纤维长度12 mm+含盐量1%,适用于弱盐渍土改良。2种方案改良盐渍土越过应力峰值后仍能保持较高的抗压强度值,改良盐渍土应力-应变曲线呈应变软化型,试样呈脆性破坏。根据微观结构及EDS分析,改良盐渍土的矿物颗粒相对较大,颗粒完整性较好,胶凝物由絮状水化硅酸钙和针状钙矾石构成,其微观结构较致密,颗粒间接触方式以面-面接触方式为主;相比方案2,方案1内部结构排列致密,内部完整性好,强度性能优越。该研究成果丰富了氯盐渍土改良技术,为盐渍土在路基处理中再循环利用提供了技术参考。     

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。     

建筑垃圾碎末和石灰粉对上海黏土抗压强度的影响

上海地区黏土普遍具有强度低、易变形的特点,为了改良这种特性,将建筑垃圾碎末和石灰粉以不同的质量加筋率加入到上海黏土中,并在不同的养护龄期下对各试样进行无侧限抗压试验,对试验结果进行分析和讨论,研究建筑垃圾碎末和石灰粉对上海黏土抗压强度的影响。研究结果表明:建筑垃圾碎末对土的抗压强度影响不明显,但能有效地提高土体的延性;石灰粉能够有效地提高土体的抗压强度,但土体的脆性增加明显;在同时添加建筑垃圾碎末和石灰粉的情况下,土体的抗压强度和延性均有明显提高。其中,当加筋率为4%石灰粉和20%建筑垃圾碎末时,土体的抗压强度提高达到最适宜值。     

膨润土石灰改良黄土强度及微观结构试验研究

黄土工程性能较差,必须经过处理才能作为路基填料使用。为了提高黄土路基的承载力,更好地解决黄土路基的工程病害问题,在黄土路基填料中加入膨润土和石灰,通过不同组合掺量的膨润土-石灰-黄土的无侧限抗压强度试验与核磁共振试验,分别从土体强度和孔隙结构的角度出发,研究各掺量膨润土-石灰对黄土路基填料强度及孔隙结构的改良效果。试验结果表明:膨润土可以有效填充黄土的孔隙,石灰能使土体内分散的颗粒连成整体,并使土体无侧限抗压强度提高4.01倍;改良黄土的无侧限抗压强度随着养护龄期的增大而增大;与素黄土相比,改良黄土的孔隙度降低,大孔隙占比显著减少。通过微观电镜扫描发现土颗粒之间连成整体,且颗粒间的大孔隙也基本被填充。因此,膨润土和石灰对黄土填料的改良效果较为显著。     

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。