粘土分散性试验研究

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1、粘土分散性试验研究一、刖S分散性粘土在世界各地均有分布，20世纪50年代在澳大利亚首先发现了分散性粘土，并认识到对水利工程的破坏作用。1949年，美国wistcr大坝发生管涌，渗出的水是浑浊的，事故后发现是由于防渗土料的分散性导致严重管涌。70年代我国黑龙江省在兴建引嫩工程时遇到冲蚀破坏现象。80年代在南部引嫩工程中土坝和水渠发生严重的管涌破坏，经调查试验鉴定筑坝土料为分散性粘土。除此之外，黑龙江省北部引嫩工程乌北段75km渠堤的管涌破坏，齐齐哈尔汇东灌区6支渠堤管涌破坏，黑龙江省富裕县繁荣灌区引

2、水破坏比均由分散性粘土导致。分散性粘土(DispersiveClay)是一•种在低含盐量的水(或纯净水)中市于离子的相互排斥力超过相互吸引力，导致土体颗粒分散的粘性土。大部分分散性土由蒙脱石组成，并且含有大量的钠离子，具有较低的耐冲蚀性、低的抗剪强度和抗渗性能，较强的收缩潜势。在低含盐量的水屮，分散性土分散迅速，土颗粒极易被水流带走，甚至比细砂或粉土更为严重，这就为土体渗透和渗透破坏提供了条件，造成工程破坏，随着水中盐浓度的增加，分散程度逐渐减小，当盐浓度达到一定程度时，分散性土就不再分散。工程实

3、践证明，分散性粘土对水利工程的破坏是严重的、迅速的，但只要采取正确，适合的措施，用分散性粘土修筑挡水工程是安全可行的。以往发生的破坏都是在不了解分散性粘土的性质和没有采取防治措施的情况下发牛的，对分散性粘土进行鉴定，并采取一定的措施后就能有效的防止分散性粘土的破坏作用，国内外都有成功的经验，因此用它来筑坝是可以的，本文将介绍分散粘土的各项鉴定试验方法，以及初步探析土分散性机理。二、分散性粘土的鉴定试验方法(1)针孔试验：针孔试验是模拟在一定的水头下，土壤的孔隙壁上的颗粒所具有承受一•定动能的水流的

4、冲蚀能力，它表示分离颗粒所需的力。这个试验方法和判断标准是通过对大量的样品试验得到的。针孔试验直观地模拟了天然土体中的孔隙在渗透水流作用下所承受的冲蚀条件，具有广泛的工程显示意义，被认为是最可靠的鉴定方法，同时也是分散性其它鉴定方法最直接和可靠的验证。针孔试验是在特制的针孔装置中，将土样按试验要求压实到最大干密度，在试样的小部穿一直径1.0mm的轴向细孔，然后用蒸憾水进行冲蚀试验，分别在50mm>180mm>380mm>1020n)m水头下观察针孔受水流蚀的情况，水流的流量和颜色，然后根据针孔的变

5、化、水流的流量和颜色来判断土样的分散性。土分散性的标准如表2・1所示。表2・1针孔试验评价土分散性的标准(2)碎块试验碎块试验简便易行，在野外和室内均可快速简单的操作，而且可以模拟各种含盐浓度的河水和水库水，研究含盐水对分散性土的影响。此试验方法有良好的再现性。但是，碎块试验只是定性的判定，不能给予定量的数据，而且在判定时需要丰富的经验。方法为将原状土样或变塑土样放置在浸入静止的蒸憾水的烧杯中，使其自然水化崩解。lOmin屮内观察试样状况，碎块试验的评价标准见表2・2。碎块试验是从胶体化学的基本观

6、点出发的，认为某些粘土在此中产生分散的原因是胶体颗粒析出，因而采用胶体析出的程度不同作为判别标准。土壤胶体是指颗粒直径小于0.001mm或0.002mm的土壤微粒。土壤胶体在一定条件下可以分散在介质屮，呈溶胶状态；有吋可以相互凝聚，呈凝胶状态，这种凝聚一-般是在阳离子的作用下产生的。但不同阳离子的凝聚能力不同，凝聚作用对土壤结构的形成极为重要，从胶体化学的基木观点出发，采用胶体析出得程度不同作为判别标准。表2・2碎块试验的评价标准等级划分类别浸水后特征等级1非分散性粘土没有反应。土粒崩解，水解和扩

7、散散，但在水中没有由于胶粒悬液而出现在浑浊或稍浑浊后很快又变清。所有土粒在lh内均保持原状。等级2过度性粘土轻微反应。在土崩解得表而附近或周围有轻微的肉眼可见的胶粒悬液产生浑浊水。如果“云雾状''明显，则划分为第3等级；如果“云雾状"不明显，则划分为第1等级。等级3分散性粘土中等反应。在土粒周围或表面可以明显地看到粘粒悬液的产生的云雾状。云雾状离土块在杯底扩散10mm左右。等级4高分散性粘土严重反应。在整个杯底大量的浓粘粒悬液呈云雾状出现。冇时，曲于土粒的分散而无法看到原來土块的表面。通常，在烧杯

8、的各个方向均可容易的看见土粒胶粒悬液。(1)双比重计试验双比重计试验使用于塑性指数大于4和粘粒含量大于12%的土。它是考虑到分散性粘土在水屮粘粒部分极易分散而被水流带走，而通常普通的粘性土往往呈I才I粒结构，遇水不易分解成单个粘粒，因而在试验过程中除煮沸外，同时还要施加化学分散剂进行分散。双比重计试验也叫SCS法（即美国水土保持局推荐使用的），是用不加分散剂和常规加分散剂的两种方法测定土中小于0.005mm颗粒含量的。1、按常规煮沸，加分散剂用搅拌器搅拌lmin,计算粘粒（小于0.