风化砂不同掺入率对膨胀土特性影响的研究

针对目前膨胀土改良措施中存在的问题,提出了一种新的改良方法——在膨胀土中掺入风化砂,对膨胀土实施物理改良。对风化砂不同掺入率的膨胀土进行颗分试验,液、塑限试验,活性指数试验,相对密度试验。试验表明:随着掺砂比例的增大,活性指数急剧下降,液性指数发生了降低;对风化砂不同掺入率改良膨胀土进行的自由膨胀率、有荷膨胀率、无荷膨胀率和膨胀力试验表明,随着掺砂比例的增加,膨胀土的膨胀性得到显著的抑制;最后对掺砂膨胀土进行了直剪试验、无侧限抗压强度试验、CBR试验和回弹模量试验,探讨不同掺砂率对强度指标的影响及其变化规律。试验研究结果表明,掺砂能较好地改良膨胀土的基本工程性质指标,有效抑制膨胀土的膨胀特性,改善膨胀土的力学强度性能,掺砂后膨胀土的各项指标均可达到路基填料的要求。     

冻融循环下风化砂改良膨胀土有荷膨胀率试验及模型预估

为研究风化砂改良膨胀土的有荷膨胀率与风化砂掺量、冻融循环次数之间的关系,通过向膨胀土中分别掺入0、10%、20%、30%、40%、50%的风化砂,经过0,1,3,6,9,12次冻融循环后,利用杠杆式固结仪进行25,50 k Pa下有荷膨胀率测试。试验结果表明:在同一掺砂比例下,风化砂改良膨胀土的有荷膨胀率随冻融循环次数的增大而减小,但变化的幅度各不相同;在同一冻融循环次数下,风化砂改良膨胀土的有荷膨胀率随掺砂比例的增大呈先增大后减小的变化趋势,且均在掺砂比例为10%时,有荷膨胀率达到最大。在同一掺砂比例下,当上覆荷载为25 k Pa时,风化砂改良膨胀土的有荷膨胀率与冻融循环次数之间呈对数函数衰减,当上覆荷载为50 k Pa时,风化砂改良膨胀土的有荷膨胀率与冻融循环次数之间呈线性下降关系。     

初始干密度及掺砂比对膨胀土抗剪强度指标影响

研究了风化砂改良膨胀土对抗剪强度及其指标的影响。通过改变风化砂的掺量,研究了风化砂对膨胀土物理性质的影响。试验表明,随着掺砂比例的增加,最佳含水率逐渐下降,渗透系数逐渐增大,说明风化砂能有效降低膨胀土的塑性指数,增大膨胀土的透水性能,使之更适合用作公路路基填料。通过研究风化砂掺入比例及初始干密度对膨胀土抗剪强度指标c、φ值及抗剪强度的影响,可以得出:在掺砂比例一定时,改良膨胀土的粘聚力随着初始干密度的增大而增大,内摩擦角随着初始干密度的增大先增大后减小再增大,抗剪强度值总体逐渐增大;在初始干密度一定时,改良膨胀土的粘聚力随着掺砂比例的增大而减小,内摩擦角随着掺砂比例的增大先增大后减小,抗剪强度总体变化趋势减小。当初始干密度为2.0 g/cm³,掺砂比例为30%时,抗剪强度达到最大值。     

电石渣改良膨胀土试验研究

膨胀土吸水体积膨胀,失水体积收缩的特性,给工程建设带来的危害屡见不鲜。因此如何改良膨胀土,显得尤为突出。化学改良法是膨胀土改良的常用手段之一。电石渣是工业制乙炔的主要废弃物,其堆放不仅占用大量土地,而且会造成环境及地下水污染等。通过系统的室内试验,探讨利用电石渣改良膨胀土的方法,掌握电石渣改良膨胀土的物理、力学性质及胀缩性特征。试验结果表明:随电石渣掺量的增大,改良土的最优含水率逐渐增大,最大干密度逐渐降低;塑性指数随电石渣掺量的增大先增大后降低;改良土的自由膨胀率、膨胀量、膨胀力与线缩率均随着养护龄期的增长呈减小趋势;随养护龄期的增长,改良土的压缩模量呈增大趋势,压缩系数呈减小趋势;改良土的抗剪强度随养护龄期增长主要体现在黏聚力、内摩擦角及无侧限抗压强度均随养护龄期的增长而增大;通过试验得到电石渣改良膨胀土的最优掺量为10%。扫描电镜的结果也验证了随养护龄期的增长,改良土的强度增大,胀缩性减弱。     

开山石渣改良膨胀土胀缩及击实性试验研究

本文针对目前改良膨胀土施工控制困难、污染环境、成本过高等问题,提出了利用掺石渣对膨胀土进行改良的研究思路。通过室内试验,研究了掺石渣对膨胀土基本物理参数、胀缩特性、力学特性的影响。试验结果表明,掺石渣之后,改良土的渗透系数显著增大,随着石渣掺比增加,改良土的膨胀率逐渐下降并趋于稳定。掺石渣改良膨胀土的最佳掺石渣比例为40%～50%,膨胀土初始含水率应控制在17.8%附近。开山石渣的加入明显的改善膨胀土施工时的碾压密实特性。     

砂石粒径对改良膨胀土的影响研究

为研究砂石改良膨胀土工程特性随砂石粒径的变化规律,通过直剪试验、收缩试验、膨胀力试验、无荷膨胀率试验,分析了膨胀土抗剪强度、胀缩特性与砂石掺量、砂石粒径的关系。试验结果表明:随着砂石掺量增加,膨胀土的抗剪强度有所提高,内摩擦角增大,黏聚力先增大后减小,膨胀土的胀缩特性逐渐改善,相同掺量下,掺砂石的粒径越大,膨胀土的黏聚力和内摩擦角越大,胀缩特性改善效果越明显,掺入砂石粒径越大,胀缩特性得到改善并趋于稳定的砂石掺量越小,最优砂石掺量逐渐减小。建议不同粒径砂石改良膨胀土的最优掺量分别为:风化细砂40%,风化中砂30%,碎石25%。掺大粒径的砂石改良膨胀土更加经济有效。     

粉砂土掺量对膨胀土膨胀与力学特性的影响

以河南省新乡地区某处膨胀土为研究对象,利用当地广泛分布的粉砂土对其进行改良,通过室内实验,研究不同粉砂土掺量对改良土膨胀特性及力学特性的影响.实验结果表明:随着粉砂土掺量的增加,无荷载和有荷载膨胀率在粉砂土掺量小于30％时快速下降,大于30％时缓慢下降;膨胀力随粉砂土掺量增加呈先缓慢下降后加速下降再缓慢下降的趋势;改良...     

聚苯乙烯泡沫塑料颗粒-膨胀土混合料的胀缩特性试验研究

为减少膨胀土所引起的工程地质灾害,同时实现废弃资源的循环利用,将不同配比聚苯乙烯泡沫塑料颗粒(EPS颗粒)与不同膨胀势的膨胀土制成混合料,开展聚苯乙烯泡沫塑料颗粒改良膨胀土的试验研究。结果表明:聚苯乙烯泡沫塑料颗粒-膨胀土混合料在吸水过程中无荷载膨胀率、有荷载膨胀率逐渐增大,且都经历了快速膨胀期、缓慢膨胀期和膨胀稳定期3个阶段;聚苯乙烯泡沫塑料颗粒-膨胀土混合料的自由膨胀率、膨胀率和膨胀力随聚苯乙烯泡沫塑料颗粒掺量的增大而显著降低,膨胀特性指标与聚苯乙烯泡沫塑料颗粒掺量之间近似呈线性关系;聚苯乙烯泡沫塑料颗粒掺量对中膨胀潜势膨胀土收缩系数影响较小,而对强膨胀潜势膨胀土影响明显;从膨胀力改良效益角度考虑,中膨胀潜势膨胀土中聚苯乙烯泡沫塑料颗粒的最优掺量为5%,强膨胀潜势膨胀土中聚苯乙烯泡沫塑料颗粒的最优掺量为10%。聚苯乙烯泡沫塑料颗粒改良膨胀土的机理主要在于聚苯乙烯泡沫塑料颗粒为膨胀土胀缩变形提供了空间以及柔性材料吸收了膨胀能量。     

碎石改良膨胀土膨胀特性实验研究

掺碎石改良膨胀土在实际工程中已有应用,但常规固结仪尺寸有限,少有定量的研究。本文采用自制大型固结仪对碎石改良膨胀土进行实验研究,研究不同初始含水率和不同碎石掺量下,膨胀土的无荷膨胀率和膨胀力的变化。实验结果表明:初始含水率与碎石掺量都对改良膨胀土的效果有明显影响;碎石掺量一定的情况下,最优含水率时改良膨胀土的膨胀力、无荷膨胀率最小;初始含水率一定的情况下,随掺入碎石量的增加,膨胀力、无荷膨胀率逐渐减小,当碎石掺量超过25%时,膨胀力与膨胀率下降趋势减弱。中等强度膨胀土建议在最优含水率条件下掺碎石25%以达到较好优改良效果。     

冻融循环作用下钢渣粉改良膨胀土的膨胀与压缩性能试验

通过掺加水泥、钢渣粉及氢氧化钠改良膨胀土,进行无荷膨胀率试验、无侧限抗压强度试验及三轴压缩试验。研究冻融循环条件下水泥改良膨胀土(ES-C)、钢渣粉水泥改良膨胀土(ES-SSP-C)及钢渣粉水泥氢氧化钠改良膨胀土(ES-SSP-C-SH)的力学性能。结果表明:各改良土的自由膨胀率排序为ES-SSP-C试样ES-C试样>ES-SSP-C试样;随龄期的增长,各试样的强度均呈持续上升态势,相同循环次数的试样强度也随龄期的增长而增大。三轴压缩时,改良后的膨胀土的破坏面并未贯穿整个试样。研究表明钢渣粉改良膨胀土具有较大优势,掺加钢渣粉具有抵抗冻融侵蚀的作用。     

复合方法改良膨胀土无侧限抗压强度试验研究

本文以改良膨胀土标准养护7 d的无侧限抗压强度为研究对象,分别在膨胀土中掺入水泥、石灰、粉煤灰、风化砂来进行单一方法改良,测试其无侧限抗压强度;在膨胀土中分别掺入水泥和风化砂、石灰和风化砂、粉煤灰和风化砂来进行复合方法改良,进行无侧限抗压强度试验。试验结果表明,在膨胀土中分别单一掺入水泥、石灰、粉煤灰、风化砂均能有效提高改良膨胀土的无侧限抗压强度,而且石灰、粉煤灰、风化砂的掺入量均有一个最佳值,使改良膨胀土的无侧限抗压强度达到最大值,从提高膨胀土无侧限抗压强度的角度来讲,单一方法改良的效果由好到差依次是水泥、石灰、风化砂、粉煤灰。而在膨胀土中分别掺入水泥和风化砂、石灰和风化砂、粉煤灰和风化砂来进行复合方法改良,无侧限抗压强度值均有了大幅度的提升,从提高无侧限抗压强度的角度来看,水泥和风化砂复合改良的效果要优于石灰和风化砂复合改良的效果,粉煤灰和风化砂复合改良的效果最差。通过复合改良方法与单一改良方法对比,可以发现,在相同条件下,复合改良方法的无侧限抗压强度值要比单一改良方法大得多,复合改良方法要大大优于单一改良方法。     

引江济淮工程膨胀土水泥改性剂量研究

膨胀土具有遇水膨胀、失水收缩的工程特性,掺加一定量水泥对其进行改性是处理膨胀土的主要方法之一。选取引江济淮工程弱膨胀土,通过对素膨胀土和改性土的自由膨胀率、界限含水率及无侧限抗压强度的试验分析,揭示了水泥掺量和养护日期对引江济淮工程弱膨胀土的物理力学性质的影响。试验结果表明:(1)随掺灰率的增加,改性膨胀土的自由膨胀率、液限、塑性指数均降低,无侧限抗压强度增加;(2)随养护日期的增加,自由膨胀率、液限、塑性指数减小,无侧限抗压强度增大;(3)基于本研究试验结果,同时综合考虑工程实际,建议引江济淮工程弱膨胀土水泥改性剂量为4%。     

石灰土强度与最优施工含水率关系研究

为了研究石灰改良膨胀土得最优施工含水率与石灰土相关强度的关系,文中以某边坡膨胀土为研究对象,进行了直剪试验、CBR及无侧限抗压强度等相关强度的试验研究,研究了最优施工含水率、掺灰率与膨胀土强度的关系,试验结果表明石灰土的直剪、CBR值及无侧限抗压强度曲线与施工含水率的关系曲线类似于击实曲线,且最优施工含水率随着掺灰率的增大而线性增大,强度与掺灰率的关系曲线与击实曲线类似,存在最优掺灰率,这些结果的得出对现行石灰土路基施工控制参数的确定方法改进具有一定的指导作用。     

改良膨胀土的干湿循环特性试验研究

干湿循环作用对改良膨胀土的工程性质存在重要的影响,而目前这方面的研究成果很少。以掺石灰和粉煤灰改良的典型合肥膨胀土为研究对象,通过系统的室内试验,研究在干湿循环作用下,改良膨胀土的膨胀性、界限含水量、颗粒分布以及无侧限抗压强度等方面的变化规律,深入探讨干湿循环作用对改良膨胀土工程性质的影响。结果表明,改良膨胀土的膨胀量、液限、塑性指数、黏粒含量随干湿循环次数的增加而增大,而塑限、粉粒含量以及无侧限抗压强度则随干湿循环次数的增加而减小。     

阳离子型化合物改良膨胀土试验研究

为探究不同阳离子化合物改良膨胀土工程特性的实际效果,并确定最佳复合配比,分别选用硅酸钠(Na₂SiO₃)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)作为改良剂,对改良土样进行一系列物理力学性能研究。结果表明:随着两种改良剂的掺入,膨胀土的液塑限、胀缩率、强度均有明显改善与提高;界限含水率指标上,两种改良剂改善效果相差不大;CPAM更有效降低土的膨胀性;Na₂SiO₃在降低土的收缩性和提高抗剪强度方面效果更明显。选用0.6% CPAM与Na₂SiO₃进行复掺,随着Na₂SiO₃掺量的增加,改良土的无侧限抗压强度呈现先增长后降低的趋势,4% Na₂SiO₃和0.6% CPAM复掺效果最佳且水稳性更优,扫描电镜(SEM)显示复掺改良后膨胀土由弯曲起皱片状结构转为块状结构,提高了土体的密实性和强度。     

南阳中膨胀土水泥改性的室内试验研究

取南水北调中线工程南阳段自由膨胀率77%的中膨胀土,开展了一系列不同水泥掺灰率和不同龄期下,压实度为98%试样的物理力学特性试验。通过对素膨胀土与改性膨胀土的胀缩性、界限含水率、级配及无侧限抗压强度的对比,揭示了掺灰率及养护龄期对膨胀土改性效果的影响。试验结果表明:(1)随掺灰率的增加,改性膨胀土的胀缩性指标及反映黏土亲水性的液限和塑性指数均降低、胶粒含量减小、级配曲线随趋于平缓、无侧限抗压强度和弹性模量增加;合理的掺灰率应取6%;(2)随养护龄期的增加,胀缩性指标、液限、塑性指数、胶粒含量减小,无侧限抗压强度和弹性模量则增大。