浅谈改良土试验的几点体会

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1、浅谈改良土试验的几点体会 (2011-11-0721:27:02)转载▼标签： 土工试验 掺灰土改良     这是去年发在某刊的一篇文章，小刊无名，而且内容也被压缩了许多。惭愧很久没在博客里写点技术性文章，贴出这篇来充充篇目吧，若过往同行君子还请指正。 摘要：介绍了一些常用的改良土掺入材料及其作用机理，并结合实践的经验，讨论了改良土试验中的试件压实度控制尤其是小试件的压实度控制中的难题，分析了静压法和击实法两种控制压实度的方法的优缺点和适用性，根据经验，提出了改良土试验中一些控制要求和试验注意事项。关键词：改良土、

2、压实度、静压法、击实法0 引言改良土作为一种建筑施工材料，大量用于路基的碾压填方，主要控制指标一是其强度要求(以美国加州承载比CBR表示)，二是它的水理性能(胀缩总率及水稳定性)。由于天然土的性质大都不适于直接用作填压路基的材料，需要实施必要的改良措施。改良材料的掺入剂量亦并非多多益善，以能够达到设计控制要求且经济合理为宜。  1 常用的改良配比材料及作用机理最常用的改良材料有石灰、水泥和粉煤灰等，既可以单独掺加，也可配合使用，如石灰稳定土、二灰稳定土、水泥稳定土。掺入适量的石灰能增强土的抗贯入强度和减小土的胀缩性

3、，适用于多种土类，是最常用的改良材料，其改良作用机理可分为离子交换作用、凝絮作用、碳化作用、胶结作用等四种作用，其中胶结作用对土强度的提高起决定作用。水泥的改良作用是由于钙酸盐和铝的水化物和颗粒间的胶结作用及胶结物的逐渐脱水和新生矿物的结晶作用，掺入水泥可显著提高土的抗压强度和耐久性，改善土的水稳定性。水泥和粉煤灰主要用于粘性土的改良，也有在砂性土或粉土中掺入水泥和粉煤灰的改良实例。粉煤灰改良土的作用机理主要是灰－土反应，包括短期反应和长期反应，这些反应的结果使土颗粒的结合水膜变薄，粘土胶粒絮凝，产生晶体胶结物，经

4、过长期作用这些胶结物逐渐由胶凝状态向晶体状态转化，从而改善土的刚度、强度和水稳定性。石灰质量是试验中需要严格控制的环节。根据设计要求，有时采用生石灰，有时指定采用消石灰，甚至对石灰的质量也有明确要求，以模拟今后的现场施工。尤其注意消石灰若长时间存放，容易变质形成碳酸钙，直接影响到改良的效果，条件允许的话，最好是现制，并用化学方法检测石灰的有效含量。水泥质量一般还是有保证的，应注意选择正规的厂家，采用指定标号的水泥，如没有特别的要求，一般多采用325普通硅酸盐水泥。水泥应在干燥环境下保存，防止吸潮板结。粉煤灰一般取自

5、干燃煤电厂的工业废碴，至于粉煤灰如何控制和鉴别质量，笔者也缺少经验。若能由委托方提供试验的配比用料，当然最好。材料的质量及来源应在报告中注明。 2 掺入剂量对改良土性能的影响  石灰的掺入量对改良土的强度有较大影响，通常的石灰掺入量2%～8%甚至更高，随着石灰掺入量的逐渐增大，土的强度表现为：显著增大à趋稳à衰降，一般在6%左右达到最佳掺量（强度最大），土性不同或有差别。过多的石灰掺量使得成本增加且对强度的改善无益。                                图1：石灰剂量对改良土强度的影响  

6、 水泥的掺入量一般在2%～5%，水泥改良土对强度的提高较石灰改良土更为显著，且随着剂量的增大而增大，水稳定性亦有所改善，但水泥改良土的无侧限抗压曲线呈硬脆性破坏的形态，这一点与石灰改良土有所区别（石灰改良土的无侧限抗压曲线的破坏形态较为钝缓）。  添加粉煤灰对强度的贡献效果不及石灰和水泥（一般与石灰或水泥配合使用），但掺加适量粉煤灰对改善土的水稳定性效果明显。图2中的示例为一粉质粘土（IP≈10）的实例，掺入粉煤灰后的最优含水率明显增大,且密度与含水率关系曲线在最优含水率之前有较长一段平缓的变化阶段，表明其水稳定性

7、得到较好的改善。                    图2：改良前后的击实曲线形态之比较(实例)  3 室内试验中的压实度控制压实度控制是路基设计中的重要概念，用干密度与最大干密度的比值以百分数表示。室内试验通常有静压法和击实法两种方法控制试件的压实度。制备指定压实度的试件以采用静压法方便可行，可以通过液压脱模机的反力框架实现静压制样，按笔者的经验，按静压法制样时，其总体块密度虽符合压实度控制要求，但内部不同位置的密度仍存在相当的误差，表明压制的试件内部密实程度并不一致，大致呈现中间小两端大的分布。采用静压法制样

8、再按环刀法制备胀缩试验试件时，这种误差直接影响到试验的结果。为消除试件内部不同位置用环刀切制样品的密度差异，我们曾尝试采用直径10cm高度10.2cm的金属压块代替高度为2.7cm的金属压块，按静压法将样品制备成径高比为1:4的薄试件，再按环刀法切制样品，由于试件的体积较小，由此引起的静压制样的误差被放大了，实际效果似乎并不理想，因此某种意义上实现压实度的精