高液限、高塑性指数土的工程的性质及的应用 2

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1、高液限、高塑性指数土的工程性质及应用摘要：本文提出高液限、高塑性土施工性能评价和改善方法，研究影响承载比的主要因素和获得最佳强度的压实控制方法，对高液限、高塑性土作为路基填料的应用提出建议。关键词：高液限土塑性指数施工性能承载比压实控制1.概述细粒土按塑性图进行分类，区分了高液限和低液限土。高液限土是指液限大于50%的土，包括高液限粘土和高液限粉土。在塑性图上，有两类区域性特殊土：膨胀土，大多数为高液限粘土，液限大于50%，位于A线以上；红粘土，大多数为高液限粉土，液限大于55%，位于A线以下。这里的高液限土，不包括膨胀土，膨胀土的性质比较特殊和复杂，

2、用液限高低还不能说明其性质。在塑性图上，A线区分了塑性指数的相对高低，高塑性指数土的含义不很明确，在公路路基工程中，塑性指数大于26被认为是高塑性的，作为不适用材料需要处理。高液限土主要分布在北纬35度到南纬35度之间，在我国分布于北纬32度以南即长江流域以南地区。我国的西南、中南和华东地区，碳酸盐岩类风化高液限土分布面积为108万km2，其中云贵高原2/3以上地区分布有碳酸盐岩高液限土。我国广东雷州半岛和海南岛北部，分布有约5000km2的玄武岩残积高液限土，云南东部、中部和南方其它地区也零星分布有玄武岩残积高液限土。我国花岗岩广泛分布地区的南方江西

3、、湖南、广西、浙江、福建、广东和海南七省区，约1/6面积分布有花岗岩残积高液限土。此外，在南方一些高温、潮湿地区，还分布有网裂高液限土。西部地区特别是西南地区的公路建设，必然会遇到大量的高液限土的问题，高液限土路基稳定问题更是长期困挠这些地区公路建设的重大问题。现行《公路路基施工技术规范》限制高液限土的使用，规定液限大于50%，塑性指数大于26的高液限土不能直接用于路基，必须采取符合设计要求的措施，检查合格后方可使用。但是，规范没有具体的设计措施，只提出了潮湿多雨地区，土的液限大于40%，塑性指数大于18，通过晾晒使土的稠度大于1.1有困难时，可采用轻

4、型压实控制标准，并规定了使用范围。在工程实践中，一些地区因对高液限土的应用心中无数，将数以百万方的可利用的高液限土弃掉，或全部采用石灰改良，造成巨大的浪费和环境问题；而有些地区因全是高液限土，无法避免，处理又不现实，只得不加任何限制或不采取任何措施地使用于路基，造成了大量的路基工程隐患，这种状况已严重制约了高液限土地区公路建设发展。本文结合贵州高液限土的具体情况，介绍高液限土的性质和贵州公路建设中应用高液限土的经验。2.高液限土的工程性质2.1作为路基填料的施工性评价高液限粘土作为路基填料，首先要求填料具有良好的施工性能，在摊铺机械作用下能够分散，在压

5、实机械作用下能够有效压实。稠度指标可评价填料的分散性，稠度小于1.0，土过分潮湿，不能分散。因此，用稠度指标可评价填料的摊铺分散性能。填料的压实施工特性与含水状态有关，在最佳含水量时，压实可达到最佳密度，填土压实后，路基强度较高，稳定性较好。不同压实标准下，最佳含水量范围用稠度表示，对应稠度范围如表2.1表2.1不同压实标准下最佳含水量对应的稠度范围压实标准湿法轻型干法轻型湿法重型干法重型稠度范围1.00～1.051.05～1.101.10～1.301.30～1.70水分蒸发对填料的施工性能有重要影响，随着水分蒸发，土的稠度增加，分散性得到改善，可压实

6、性提高。影响水分蒸发率的因素是气温、相对湿度和土样温度，土样在晾晒条件下稠度变化规律如图2.1。图中，蒸发率可根据气温、相对湿度、土样温度和风速确定，图2.1：蒸发率对高液限、高塑性土稠度的影响稠度变化为24h的变化。大多数气候条件下，蒸发率小于0.50,因此，晾晒一天稠度增加约0.05。如果土的含水量较高，天然稠度较低，要晾晒达到要求的分散性和压实性，所需要的时间较长。化学改良可改善土的施工性能。掺入石灰改善施工性能的机理是，石灰吸水，增大土的塑限含水量，而液限变化不大，因而稠度增大。大量试验表明，掺石灰3%～5%后，土样的稠度可提高0.2以上，即使

7、石灰掺量不大，稠度改善作用还是比较明显的。混合土的塑性指数可按下式进行设计，通过掺入粉煤灰、砂性土等无塑性或低塑性组分后，塑性指数得到改善，从而改善施工性能。(2.1)式中，、、——分别为混合土、高液限高塑性土和砂性土的塑性指数；、——分别为高液限土和砂性土的细料含量；、——分别为高液限土和砂性土的比例。由式（2.1），使用掺粉煤灰、掺砂性土等对高液限、高塑性土进行砂化的方法，对改善土的施工性是有效的，例如，粉煤灰的塑性指数为0，掺10%的粉煤灰可降低塑性指数约10%，增大稠度约10%。大多数高液限、高塑性土，其天然稠度为，在公路工程应用中，要达到路基

8、强度和稳定性，需要提高密度，采用重型标准是提高密度的有效措施。因此，大多数高液限、高塑性土需要