膨胀土掺水泥改良的试验研究及分析

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1、膨胀土掺水泥改良的试验研究及分析摘要：某铁路工程拟采用水泥对膨胀土进行改良后做为路基填料。通过对内摩擦角、自由膨胀率、承载比CBR、无侧限抗压强度等试验的分析，研究在不同掺合量情况下水泥改良土的物理力学指标变化规律，评估改良方案是否可行，并确定可行方案的水泥最佳掺合量，以指导现场施工。Abstract：Arailwayprojectisplannedtoadoptimprovedexpansivesoilwithcementforsubgradefilling.Throughanalyzingtheexperimentsoftheangleofintern

2、alfriction,thefreeexpansionrate,bearingratioCBRandunconfinedcompressionstrength，studythechangetrendofphysicalandmechanicalindexesofcementimprovedsoilindifferentadmixtureamount,evaluatewhetherimprovedschemeisfeasible,anddeterminethebestcementadmixtureamountofthefeasiblescheme,soast

3、oguidetheconstructioninsite・关键词：膨胀土；化学改良；水泥掺量；自由膨胀率；CBR；无侧限抗压Keywords：expansivesoil；chemicalmodification；cementadmixture；freeswellingratio；CBR；unconfinedcompression中图分类号：U414文献标识码：A文章编号：1006-4311(2016)36-0095-030引言我国广泛分布有膨胀土，其为高塑性黏土，具有吸水后体积膨胀及承载力能急剧下降，失水后干缩发育裂隙等特征。在自然条件的作用下，膨胀土反复胀

4、缩变形，工程性质不稳定。其不均匀沉降或水平胀缩变形，导致建(构)筑物出现偏移、裂隙甚至完全破坏等一系列工程问题，造成的问题往往修复难度大。同样的，膨胀对铁路路基造成的破坏也不容低估，在以往的铁路建设中因对膨胀的不了解和不够重视等原因，常常造成路基或边坡深陷、坍塌等灾害，严重影响到铁路行车安全。为了确保铁路路基长时间的稳定，达到安全运营的目的，必须解决膨胀土这一不良地质问题。1工程概况某铁路DK263+850〜DK276+185段线路所经处为膨胀土，线路多以路基形式通过，本段路基挖方约为46.8万m3,填方为35.1万m3。挖方土体基本均为膨胀土，不能直接作

5、为路基填料。如果将路基挖方全部进行运弃，需要设置大型弃土场及进行弃土场的防护,不仅对当自然环境造成不利影响，且工程造价高。经对当地土源进行调查，符合路基标准的填料需进行45km的远运。一方面要弃土，另一方面却远距离借土,无疑需要较大施工投入。为减少对当地自然环境的不良影响及降低工程造价，经项目参建各方进行研究及评估后，决定对挖方的膨胀土进行化学改良后用于填筑。本项目对挖方段的膨胀土各类工程特性及化学改良效果进行了系统试验研究，以确定改良方案及化学改良的最佳试验参数，以指导现场施工，确保铁路路基的稳定。2膨胀土评判及分类2.1膨胀土评判及分类标准对膨胀土进行

6、改良试验研究，首先必须对当前的土质是否为膨胀土进行判别，对判明的膨胀土再进一步进行分类，并进行深入研究及分析，从而提出针对性改良处理方案，最终明确改良处理的最终参数及相应的施工技术措施。膨胀土的判别与分类在工程地质界一直存在多种评判及分类方法，尚未形成统一的分类法。根据本工程的特点，主要采用《铁路工程地质膨胀土勘查规程》(TB10038-2001)中的标准并结合其它评判办法进行膨胀土的判别与分类。铁路工程膨胀土评判及分类标准见表lo2.2现场取样试验因本区段跨度线路较长，各处膨胀土的地质特性可能差异较大，故实际试验时，通常按各挖路堑点作为一个试验取土源，进

7、行单独的试验研究，以确保试验结果的适用性、准确性。表2为对本项目DK271+520〜+865段路堑的取土样进行土工试验研究的成果。试验室根据线路长度及工程量等分布情况，现场设置了具有代表性的6处取土点钻孔取土进行土工试验，试验结果见表2。从土样外观上看，土样呈现黄褐色，粘土中含少量粉砂，可塑性较强，表面光滑，裂隙较发育，易风化呈碎粒状，含钙质结核。由表1的试验结果，结合现场地貌，土样外观等特征，可综合判明土样为中等膨胀等级的膨胀土。3膨胀改良试验3.1改良方案的确定本项目决定采用化学方式对膨胀土进行改良，目前使用较为广泛的化学改良有石灰改良、阳离子型添加剂

8、改良、水泥改良、NCS固化剂改良等。经对当地的材料供应情况、改良效