加石灰改性后膨胀土的工程性质研究.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2009／17(3)-0421-05加石灰改性后膨胀土的工程性质研究谭松林黄玲李玉花(中国地质大学工程学院武汉430074)摘要膨胀土掺石灰后其性质有很多改变。通过对荆宜高速公路膨胀土的石灰改性试验，得到了膨胀土加石灰后的工程性质的变化规律，如自由膨胀率、膨胀量、收缩率、塑性指数下降、抗剪强度与CBR增加等。从而为改善膨胀土的工程性质以满足工程设计的要求提供了可靠的试验数据。关键词膨胀土胀缩特性石灰改性中图分类号：P642．31

2、文献标识码：AENGD皿ERDGPRoPERTmSOFEXPANSIVESoILMⅨEDWITHL玎EATYICHANG—JINGM[ENEXPRESSWAYTANSonglinHUANGLingLIYuhua(EngineeringFaculty，ChinaUnivesityofGeosciences，Wuhan430074)AbstractThepropertiesofexpansivesoilhavemanychangesafteritismixedwithlime．Thispaperisbasedonth

3、etestingdataofthelimemixedexpansivesoilfromtheexpresswayofYichang—Jingmen．Thechangesintheen-gineeringpropertiesofexpansivesoilmixedwithlimeareobtained．Itdecreasesthefreeswellingratio，swellingca—pacity，shrinkageratioandplasticindex．Itincreasestheshearstrengtha

4、ndCBR．TheresearchresultCanprovideaccuratetestingdataforimprovingtheengineeringpropertiesofexpansivesoilinordertosatisfyingtherequirementsoftheexpresswayengineeringdesign．KeywordsExpansivesoil-Swelling。Shrinkage。Lime，Soilimprovement，Expressway缩性而达到填筑标准，或采用化学添加

5、剂，诸如石灰1引言和水泥等材料进行膨胀土的化学固化方法。使膨胀土产生新的胶结物，粘粒含量降低，将膨胀土改性为膨胀土是颗粒高分散、对环境的湿热变化敏感非膨胀土。的高塑性粘性土。其干湿效应明显，吸水时，土体膨国内外对于膨胀土的地基处理多采用加石灰或胀、软化、强度下降；失水后土体收缩，随之产生裂水泥来改变其物理力学特性。本项目采用石灰改性隙。裂隙的存在破坏了土体的完整性，降低了土体膨胀土的处理方法，室内试验主要研究其改性土的的强度。因此膨胀土的工程性质较差，当其用作路胀缩性、强度、力学性质等方面的变化，找出其变化基填料

6、时，需要进行改良处理。在膨胀土地区修建高速公路时往往找不到合适的填料，为了抑制其胀规律。收稿13期：2008—06—02；收到修改稿日期：2008一o9—05．第一作者简介：谭松林，主要从事岩土工程与工程地质的教学与科研工作．Email：tansonglin一123@163．comJournalofE，聊e，lgGeology工程地质学报2009降低含水量而起到加固作用，但这个作用过程较缓2石灰改性土的加固机理慢，初期作用不大，而随着时间的延长越来越明显。膨胀土加石灰改性的原理主要是颗粒表面的阳3试验成果分析离子

7、交换，此外，随着时间的延续，还具有硬凝反应与消化反应。基于上述原理，笔者对荆宜高速公路当宜段膨阳离子交换主要是膨胀性粘土中掺人石灰后，胀土进行了石灰改性试验。室内土工试验分析表CaCO，及pH都有明显提高，钙离子含量也相对增明，当宜段膨胀土粒度成分以粘粒为主，其中小于加，这使得钙离子置换了粘粒表面的某些低价阳离0．002mm粒级含量约30％，粘土矿物主要为蒙脱子，从而可使颗粒相互靠拢，增加连结力。另外石灰石、伊利石与高岭石，蒙脱石含量变化较大，少的约吸水生成的Ca(OH)中一部分与土中二氧化硅和5％，高的达45％

8、，因此蒙脱石的含量不同表现出不氧化铝产生化学反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙同的胀缩潜势。所有的试验样品(28个)的自由膨等水化产物，水化物对土颗粒产生胶结作用，使土聚胀率均大于40％，最大者为89％，平均约60％。本集体增大，这种作用从本质上改变了土的结构，提高文选择了3种典型的膨胀土(膨胀潜势分别为弱、了土的强度。硬凝反应主要是随着石灰水化反应的中、强膨胀性土)进行石