水泥及石灰掺量对改良膨胀土抗剪强度的影响.pdf

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1、第３７卷第４期人民黄河Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．４２０１５年４月ＹＥＬＬＯＷＲＩＶＥＲＡｐｒ．，２０１５【工程建设管理】水泥及石灰掺量对改良膨胀土抗剪强度的影响韩１１２１晶，王乐华，马莉，杨超（１．三峡大学土木与建筑学院，湖北宜昌４４３００２；２．中国电建集团贵阳勘测设计研究院，贵州贵阳５５００８１）摘要：以南水北调中线工程淅川段的膨胀土为研究对象，分别采用水泥和石灰对膨胀土进行改良，其掺量分别为２％、４％和６％，在分别养护７ｄ和２８ｄ条件下，进行直剪试验，研究水泥和石灰掺量对改良膨胀土抗剪强度的影响。研究表明：水泥和石灰均能有效地抑制膨胀土的膨胀

2、性，并且随着掺量的提高、养护时间的加长，改性膨胀土的抗剪强度、黏聚力和摩擦角进一步得到提高；水泥相对于石灰对膨胀土抗剪强度影响更大。关键词：膨胀土；水泥；石灰；抗剪强度；南水北调中线工程中图分类号：ＴＶ４２文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１３７９．２０１５．０４．０３５膨胀土是由蒙脱石、伊利石、高岭石及一些原生的泥改良膨胀土和石灰改良膨胀土的抗剪强度试验，重碎屑矿物杂质组成的复合体，具有超固结性、裂隙性、点分析了水泥掺量、石灰掺量对改良膨胀土抗剪强度吸水显著膨胀软化、失水收缩开裂且反复变形的工程的影响规律。特性［

3、１］，因此发生沉降变形的时间可能会更久，沉降量也可能更大，会更加容易使路基产生不均匀沉降和１材料与方法不稳定性，从而引起多种路基病害。针对膨胀土特殊１．１试验材料的力学特性，对于需要在膨胀土路基上进行高填方填试验中膨胀土采用南水北调中线工程淅川段九重筑的工程，为确保工程安全，工程上一般采取改性法，乡境内的路基填筑料。根据《土工试验规程》利用化学剂的固化作用对膨胀土的物理化学特性进行（ＳＬ２３７—１９９９）对该填筑料素土开展颗粒级配分析及改性处理，以期达到降低膨胀土的胀缩性能、增强其强液塑限联合测定试验，确定所取土样的基本物理指标。度和水稳定性

4、的目的［２－５］。试验结果见表１。由于不同地区膨胀土的物质成份不同，膨胀特性表１膨胀土的基本物理性质具有很大的差异，因此不同的材料改良膨胀土的效果控制度湿密干密密度／液限塑性指数自由含水／（ｇ·度／（ｇ·（ｇ·塑限膨胀会有很大的差别，另外膨胀土的强度易随外界条件的率／％ｃｍ－３）ｃｍ－３）ｃｍ－３）ωＬ１７ωＬ１０Ｉ１７ＰＩ１０Ｐ率／％不同而改变，不同改性材料、不同掺入量、不同的初始１７．２１．９２１．６５２．５６４８．５４３９．６２２９．４３１９．１１１０．１９５１注：ωＬ１７为圆锥仪下沉１７ｍｍ的液限标准；ωＬ１０为圆锥仪下沉干密度都会对

5、膨胀土的强度产生极大的影响。作为高１０ｍｍ的液限标准；Ｉ１７Ｐ采用ωＬ１７为液限标准时的塑性指数；Ｉ１０Ｐ填方土体，研究其强度特征主要表现为对抗剪强度的为采用ωＬ１０液限标准时的塑性指数。研究，目前针对不同材料改良土的对比性研究比较少。由表１可知，该素土样为高含水量低液限黏土，自李治平［６］得出水泥稳定膨胀土能明显改善膨胀土的由膨胀率为５１％，依据《膨胀土地区建筑技术规范》物理力学性质，并且用水泥稳定膨胀土能大幅度提高（ＧＢＪ１１２—８７）中膨胀土的膨胀潜势分类标准，判定该其抗压强度和耐久性。吴新明等［７］获得了水泥改良膨胀土为弱膨胀土。膨胀

6、土的自由膨胀率、塑性指数和无侧限抗压强度等试验用水泥采用复合硅酸盐水泥Ｐ．Ｃ３２．５，石灰指标，水泥改良后膨胀土土样自由膨胀率随着水泥掺是由生石灰在空气中自然熟化而成的粉末，等级属于量的增加而大大减小。邱祖华等［８］对石灰最佳用量Ⅱ级镁质石灰。针对水泥改良膨胀土、石灰改良膨胀土进行了自由膨胀率的测定，试验结果见表２。进行研究，认为在膨胀土中加入石灰后可以获得理想的综合改良效果，显著降低膨胀土的胀缩特性。笔者收稿日期：２０１４１１０３主要以南水北调中线工程淅川标段九重乡境内膨胀土研作究者方简向介为：边韩坡晶稳（定１９９性０。—），女，黑龙江双鸭

7、山人，硕士研究生，为研究对象，对现场填土料分别进行素土、不同掺量水Ｅｍａｉｌ：５６２５８６５５６＠ｑｑ．ｃｏｍ·１３７·人民黄河２０１５年第４期表２水泥、石灰改良膨胀土的自由膨胀率试验结果水泥改良膨胀土石灰改良膨胀土水泥或石灰自由膨胀率／％自由膨胀率／％掺量／％养护７ｄ养护２８ｄ养护７ｄ养护２８ｄ０５１５１５１５１２４４３８３８３１４３６３０３０２６６２９２４２２１８由表２可以看出，对于水泥改良膨胀土和石灰改良膨胀土，养护龄期为７ｄ，水泥掺量为４％、石灰掺量为２％的改良膨胀土自由膨胀率均小于４０％；养护龄期为２８ｄ，水泥掺量为２％、石灰掺量

8、为２％的改良膨图１不同水泥掺量改良膨胀土抗剪强度与垂直压力的关系胀土自由膨胀率均小于４０％。这一现象表明：水泥和表３不同养护龄期和掺量下水泥改良膨胀土的ｃ、φ值石灰