离子土壤固化剂加固红色黏土土—水特征研究.pdf

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1、第33卷第5期人民黄河Vo1．33．No．52011年5月YELLOWRIVERMay，2011【水利水电工程】离子土壤固化剂加固红色黏土土一水特征研究卢雪松，项伟(1．黄冈师范学院，湖北黄冈438000；2．中国地质大学，湖北武汉430074)摘要：采用离子土壤固化剂(ISS)对武汉红色黏土的加固进行了土一水特征曲线试验研究，并对离子土壤固化剂加固土的固化机理进行了分析。结果表明：ISS掺入红色黏土后，各种ISS配比下红色黏土的液限、塑限和塑性指数都有所降低，当ISS与水的配比为l：200时，红色黏土的塑性指数降至最低；红色黏土原

2、样、ISS固化样的基质吸力都随着含水量的增大而降低，而且随着基质吸力的增大，红色黏土经ISS处理后，其持水能力明显比红色黏土原样强。关键词：离子土壤固化剂；红色黏土；土一水特征曲线；基质吸力；含水量中图分类号：TU446文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2011．05．046第四纪红色黏土在我国南方地区分布广泛，沿长江中下游和水稳定性提高。因ISS具有造价低、保护生态环境、施工快、地区的湖南、湖北、江西和安徽等地分布更为广泛，其红色黏土取材方便，以及对土壤具有广泛适用性(可处理黏土粒组含量大多分

3、布在500m以下的阶地、山间盆地、丘陵和部分山麓地为25％以上的各种土类)等优点而备受关注，被广泛应用于公带⋯。随着我国工程建设的发展，第四纪红色黏土被大量用作路、乡村道路、建筑地基和水利工程等工程领域，这对于我国建建筑地基和建筑材料。由于红色黏土具有高液限、高塑限和低立一个节约型、环保型社会，以及促进农村经济建设具有重要密度等不良物理特性，以及明显的收缩性和微弱膨胀性，因此的现实意义。常常会引发一系列工程危害，如边坡失稳、道路开裂、水土流失和地基不均匀沉降等。Iss加固红色黏土试验研究为了提高红色黏土的强度，减小黏土变形，笔者采用

4、离子1．1试验用土及其基本物理性质土壤固化剂(ISS)对第四纪红色黏土的加固进行试验探索。离试验用土为取自武汉市的红色黏土，通过观察可发现其具子土壤固化剂是一种阴离子型表面活性剂，在常温下为黑褐色有明显的网纹状特征，红白相间，取样深度为1～3m。将红色液体，易溶于水，具有高导电性。离子土壤固化剂主要含有活黏土根据试验要求进行制样，分别测得红色黏土的天然含水性成分磺化油，在结构上具有独特的二重性，其高分子结构一量、塑限、液限等物理性质指标，见表1。由于红色黏土的黏粒端亲水，一端疏水。离子土壤固化剂主要通过与土体发生一系较多，因此粒度成

5、分的测定采用虹吸比重瓶法，红色黏土粒度列物理化学反应，减小黏粒的结合水厚度，使得土颗粒之问的成分见表2。排斥力减小，而土颗粒间的吸引力增大，从而使土的力学强度表1红色黏土的物理性质指标从表1和表2可以看出，试验所取红色黏土具有高液限、剂。离子土壤固化剂在使用之前，需要用水稀释成不同浓度的高塑限、黏粒含量高和低密度的特点，而且这种红色黏土还具收稿日期：2010—09—17有中等偏弱膨胀性。基金项目：国家自然科学基金资助项目(40972185)；黄冈师范学院博士基金资1．2固化材料助项目(10CD090)。、作者简介：卢雪松(1976一

6、)，男，湖北黄冈人，讲师，博士，主要从事岩土体工程用于加固红色黏土的土壤固化剂主要含有活性成分磺化性质、水利工程地质研究工作。油。磺化油是一种有机高分子，属于一种阴离子型表面活性E—mail：hg~jj88@l26．tom·107·人民黄河2011年第5期溶液。由于土壤的类别不同，ISS掺加于土壤中的含量也不同，性质的影响，必须对非饱和土的土一水特征曲线进行研究。通常情况下1SS掺加量为0．15～1L／m。为了确定ISS加固红将取回的红色黏土风干、粉碎，过2mm筛。将IgS与水按色黏土的最优配比，试验按照ISS与水体积比为1：50、

7、1：100、最优配比1：200兑水稀释后，摇匀洒入红色黏土中，按照最佳1：150、l：200、1：250、1：300、l：350、1：400进行配比。含水量，将红色黏土样拌和均匀，放入塑料袋中密封养护48h1．3配合比设计待用。采用标准轻型击实试验仪进行试验，按照《公路土工试在公路建设中，汪益敏等认为应以无侧限抗压强度为验规程》(JTJ05l__93)制成不同含水量的土样，放入塑料袋评价指标来确定ISS加固土的配合比，土的无侧限抗压强度达密封24h后进行试验。试验结果表明：红色黏土原样的最大干到最大值时对应的配比为最优配比。但ISS

8、的主要作用是通密度为1．52g／cm，最佳含水量为24．5％；红色黏土中掺加ISS过物理化学原理减小黏粒的结合水膜厚度，从而使土的结构发后，最大干密度为1．625g／cm，最佳含水量为24．2％。其原因生变化，土体变得更加紧密，土的强