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1、探讨与分析GEOTECHNICALENGINEERINGWORLDVOL.11No.5合徐合安高速公路膨胀土的胀缩特性1234徐卫明胡文奎周阳马文生(1.江苏省昆山建设工程质量检测中心2.济南市勘察测绘研究院3.安徽省建设工程勘察设计院4.天津市市政工程设计研究院)摘要研究合徐、合安高速公路经过地区的膨胀土的膨胀特性,对采自十个县市的具有代表性的膨胀土进行了一系列试验,包括:X射线衍射、扫描电子显微镜、阳离子交换量以及土的物理力学等试验。研究发现:膨胀土的膨胀特性主要受其粘土矿物成分、土粒自然分散程度、阳离子交换能力以及微结构特征等因素的影响
2、。在研究膨胀土的膨胀特性时,应对上述的几个因素,特别是粘土矿物成分和微结构特征做进一步研究。关键词胀缩特性膨胀土X射线衍射微结构阳离子交换量[4]合徐、合安高速公路的施工建设分别于2003年量分析中,采用了Al-Homoud的方法。微结构和2002年顺利竣工并通车,但在过去几年里,已有试验,采用风干法制样,在日本日立公司生产的X-数百万元的资金投入这两条高速公路的养护中,其650型电子显微镜下观测;扫描电镜试验的制样方3中一大部分资金是用于因土的膨胀作用造成的多处法为:先将风干土样切成规则的1cm大小的土块,路基和路堑破坏的治理工程中。早先,
3、顾中华用手轻轻地将其扳开,露出新鲜的土面,然后用吹气[1][2]等、查甫生等曾对该区内部分地区膨胀土进行球轻轻将新鲜面上残留的土粒吹走,而后将土块安[3]过石灰改性的研究,柏立懂等对合徐高速公路北装到铝柱上,用蒸发器喷上一层薄金,最后放入扫描段做过矿物成分和微结构的研究工作。仅管对该区电子显微镜的电子室内进行试验。土的物理力学指内的膨胀土已经做一些研究工作,但仍有必要进一标按美国材料实验协会的标准(ASTM)进行;阳离[5]步了解这些膨胀土的膨胀特性以及综合工程性质进子交换量测试采用Bergeya.s的方法。膨胀土的行更深入的研究。物理力学性
4、质测定方法均按照5公路土工试验规程6(TJT051-93)进行。1采样与试验方法2结果与讨论本次试验研究所用土样采自合徐、合安高速公路沿途经过的宿州、怀远、蚌埠、凤阳、定远、肥东、合(1)膨胀土矿物成分见表1。通过所有土样的X肥、肥西、庐江和桐城等分布膨胀土的十个县市,采射线衍射定性分析,结果表明,区内膨胀土的粘土矿物样深度1.5~2m。膨胀土的表观特征描述见表1。主要为伊利石、蒙脱石、含少量高岭石,碎屑矿物主要矿物成分分析采用D/max-rB型X射线衍射为石英、少量长石和方解石。粘土矿物的定量分析按[3]仪,按照国标GB/T5225-198
5、5进行,粘土矿物的定照柏立懂等的方法进行,分析结果详见表2。表1合徐合安高速公路的膨胀土表观特征描述地区取样深度/m表观描述宿州1.5灰黄色致密细腻粘土,局部颜色为浅红色,夹有铁锰质结核,结核粒径一般在2~3mm之间。怀远1灰黄色粘土,夹有铁锰质结核和钙质结核,结核不是很坚硬。蚌埠1.5浅黄色粘土,夹有铁锰质结核,结核粒径一般1.5~2.5mm之间。凤阳1.5灰黄色粘土致密细腻,较坚硬,夹有铁锰质结核,结核粒径一般约2.0mm。定远1.5~2.0蓝灰色致密细腻粘土,局部呈棕色斑点,质地坚硬,少见结核。肥东1.5灰黄色致密细腻粘土,夹有较多的铁
6、锰质结核和极少量的钙质结核,结核粒径一般在2~3mm之间,多为3.5mm。合肥1.5黄棕偏红色致密细腻粘土,质地比较坚硬,发育大量的铁锰质结核,结核粒径一般在2~4mm之间,多为3.5mm。肥西1.5黄色致密细腻粘土,并夹有铁锰质结核,最大粒径可达6mm左右,一般在2mm左右。庐江1.5m灰黄色致密粘土,夹有一些铁锰质结核,质地非常坚硬。桐城1.5~2.0灰黄色粘土,颜色有些微红,少见结核,孔隙发育。1收稿日期22007-10-3034岩土工程界第11卷第5期探讨与分析表2膨胀土的矿物成分分析成果地区宿州怀远蚌埠凤阳定远肥东合肥肥西庐江桐城蒙
7、脱石/%16.618.517.918.016.119.022.320.915.913.6伊利石/%24.429.235.433.330.633.939.933.330.532.9高岭石/%16.812.27.98.77.310.34.47.97.38.2非粘土矿物/%42.240.138.739.945.936.833.437.946.345.3(2)扫描电镜分析:粘土矿物成分对膨胀土的式中:V)水中膨胀后的最终体积;Vk)在煤油胀缩特性的影响不可忽视,但微结构对膨胀土的特中的最终体积。自由膨胀率的测试过程严格按照[6-7]殊的胀缩特性起着至
8、关重要的作用。通过扫描ASTM标准D5890-02进行,采用式(1)计算,并用电子显微镜微观研究,一些典型的扫描电镜照片见百分数表示。阳离子交换量的测试则采用了Be
