石灰改良膨胀土膨胀性和水稳定性室内试验研究

针对安徽张庄矿尾矿坝填料膨胀土进行含水率、自由膨胀率δe f、膨胀力Pe和50 kPa压力下的有荷膨胀率δeP50试验,确定膨胀土的膨胀潜势及分布范围,采用掺石灰的方法对土体进行改良并进行击实试验,根据最大干密度和压实度96%制样,研究不同石灰掺量改良土自由膨胀率随养护时间的关系,进行干湿循环试验研究改良土的胀缩变形规律、渗透特性及抗剪强度特性.试验研究结果表明:随着石灰掺量的增加,膨胀土击实后最优含水率逐渐升高、最大干密度逐渐减小;改良土自由膨胀率随着养护时间的增加逐渐减小并于30 d之后趋于稳定;经历6次干湿循环后试样的胀缩变形存在着不可逆性,但掺灰量大于2%的改良土绝对膨胀率小于4%,试样表面无明显裂隙,抗剪强度提高明显,可认为试样膨胀性得到了良好的控制;对于相同石灰掺量的改良土,二次掺灰的改良效果要优于一次掺灰.     

石灰改良膨胀土击实样膨胀特性和力学性质试验研究

本文以宁淮高速公路淮安段膨胀土填料为研究对象,通过室内试验研究石灰改良膨胀土作为路基填料的膨胀性和力学性质。在天然膨胀土2%石灰砂化的基础上,制备不同初始含水率与压实度的石灰改良土,进行不同养护龄期的有荷膨胀率和强度特性试验。试验结果表明:石灰改良土线膨胀率和膨胀力均有大幅度的降低,且随含水率和养护龄期保持减小趋势、随压实度保持增大趋势;石灰改良土无侧限抗压强度、黏聚力、内摩擦角均有一定程度的提高。因此,石灰改良膨胀土作为路基填料的施工工艺在工程中是可行的,为膨胀土改良方案选择以及膨胀土地区公路路基设计和现场施工提供科学依据和参考。     

石灰改良膨胀土强度试验

以某边坡膨胀土为研究对象,在对石灰改良膨胀土的抗剪强度形成机理进行分析的基础上,用土力学中常用的快剪试验进行抗剪强度试验,研究了养护时间、初始含水率、掺灰率等与石灰改良膨胀土的凝聚力及内摩擦角的关系,根据试验结果,提出了综合考虑初始含水率与掺灰率的抗剪强度计算公式.结果表明:养护时间与抗剪强度参数不是直线关系,1～7 d养护时间的增大值比7～28 d大,初始含水率和龄期对凝聚力的影响比内摩擦角的影响大.此外,引用其他学者的试验数据分析了CBR值与养护时间、初始含水率、掺灰率等的关系,结果显示CBR值随着掺灰率的增大而增大,CBR值与初始含水率的关系与击实曲线类似.结合文中试验结果提出了采用最优含水率+3％为最优施工含水率.     

益娄高速公路膨胀土石灰掺量的试验确定

益娄高速公路从二标至五标、十二标段之间断续分布有厚薄不等、具有弱~中等膨胀性的膨胀土。为了充分利用当地膨胀土,决定采用掺石灰的方法对膨胀土进行改良,本文通过室内外试验确定了最佳的掺灰量。首先根据膨胀土的膨胀性、液塑性、强度指标,通过室内试验初步确定合理掺灰量为5%~6%,再根据加州承载比(California bearing ratio—CBR)、压实度、胀缩总率指标通过室外试验最终确定合理掺灰量为6%。采用"室内外双控掺灰量"可以充分保证掺灰量的准确性,使改良土体达到设计要求,满足路基施工技术规范。     

初始含水率对风化砂改良膨胀土有荷膨胀率影响研究

探讨了利用风化砂作为改良材料抑制膨胀土吸水膨胀特性的可行性与改良效果,试验研究了风化砂掺量对改良膨胀土各项膨胀指标的影响,深入分析了在膨胀土中掺入不同比例的风化砂,改变混合料的初始含水率对有荷膨胀率的影响规律．研究表明 掺风化砂可以有效抑制膨胀土的吸水膨胀,增加风化砂的掺量,膨胀性指标参数会出现较为明显的降低;在同一初始含水率状态下,风化砂的掺入比例从0增加到10%,有荷膨胀率下降的幅度最大．改良膨胀土的有荷膨胀率随着初始含水率的增加呈指数函数下降,当初始含水率小于最佳含水率时,有荷膨胀率随着初始含水率的增加,出现比较明显的降低;当初始含水率大于最佳含水率时,如果继续增大初始含水率,有荷膨胀率的降低则表现不明显．当初始含水率相同时,在较大的上覆荷载作用下,掺风化砂对有荷膨胀的抑制效果较好．     

不同改良剂改良粉土的试验研究

结合泰州市东风路南段快速路改造工程,对泰州地区粉土进行室内改良试验,研究石灰-水泥和石灰-水玻璃作为改良剂对该地区粉土的改良效果。研究发现:石灰-水泥改良土最大干密度略高于素土的最大干密度,最优含水率与素土基本相同,改良土的无侧限抗压强度随着压实度增大而增加,随着龄期的增长改良土的强度明显提高;石灰-水玻璃改良土的最大干密度和最优含水率随着改良剂掺量的变化基本不变,最大干密度小于素土的最大干密度,改良土的强度随着压实度的提高而增大,但增加幅度不明显,石灰-水玻璃改良土中石灰、水玻璃组分掺量对改良土强度影响很大。     

垂直荷重对不同材料改良膨胀土抗剪强度影响研究

通过不同垂直荷重下的直剪试验,探究石灰、水泥、粉煤灰改良膨胀土的内摩擦角、黏聚力以及抗剪强度随垂直荷重级数的改变而变化的规律,验证不同材料改良时的抗剪强度曲线与莫尔-库伦强度理论的相符程度。研究表明,在改良材料及掺量一定时,随着垂直荷重的增加,改良膨胀土内摩擦角逐渐减小,黏聚力逐渐增大。粉煤灰改良时内摩擦角减小幅度最大,黏聚力增长幅度最小;水泥改良时内摩擦角减小幅度最小而黏聚力增长幅度最大;石灰改良时内摩擦角及黏聚力的变化幅度居中。当垂直荷重级数相同时,掺3种材料对膨胀土抗剪强度提高幅度依次为:水泥、石灰、粉煤灰。当垂直荷重级数相同时,掺石灰对膨胀土内摩擦角的提高幅度最大,而对黏聚力的提高来说,掺水泥效果最好;掺石灰改良时,试验所取的垂直荷重对抗剪强度指标的影响程度较大,而粉煤灰改良时,抗剪强度与垂直荷重的关系接近库伦定律,垂直荷重的取值对抗剪强度指标的影响较小。     

不同改性材料改良膨胀土无侧限抗压强度的比较试验研究

无侧限抗压强度是反映土体物理力学特性的重要参数指标之一,结合湖北荆门地区某公路路段的膨胀土,进行了水泥、石灰、粉煤灰改良膨胀土的无侧限抗压强度试验,研究表明:水泥、石灰、粉煤灰均可以显著提高膨胀土的无侧限抗压强度;但是这些以化学改良为主的材料,在没有经过养护时,改性土的强度增加不明显;养护7d后,改性土的强度会显著增大;粉煤灰改良膨胀土无侧限抗压强度与其掺量之间有良好的对数关系,水泥、石灰改良膨胀土的无侧限抗压强度与其掺量之间均有良好的多项式关系,综合考虑各方面因素,确定石灰是最优方案,且在石灰掺量为7%时,改良效果最佳.     

磷尾矿改良合肥膨胀土强度试验研究

以合肥某公路工程膨胀土为原材料,在保持含水率和干密度不变的情况下,将磷尾矿按不同质量比掺入膨胀土中,对改良后土体进行无荷膨胀率、无侧限抗压强度及三轴压缩试验。试验结果表明,随着磷尾矿掺量的增加,改良土的膨胀率逐渐降低,磷尾矿可有效减小膨胀土的膨胀性;主应力差峰值随着磷尾矿掺量的增加,呈现先增大后减小的趋势,在掺量为6%时,抗剪强度达到最大;黏聚力随着磷尾矿掺量的增加而减小,内摩擦角先增大后减小。     

石灰改良淤泥质土的试验研究

以拟建杨林船闸淤泥质土开挖料综合利用作为研究对象,以石灰作为改良剂,对不同掺灰量的改良淤泥质土进行砂化试验、击实试验、界限含水率试验、直剪试验和压缩试验。试验研究结果表明:采用掺石灰的改良方法,能够快速降低淤泥质土的含水率,使土体从块状变成散粒状;随着掺灰量的增加,石灰改良土最大干密度减小,最优含水率增加;掺灰量对液塑限的影响较大;随着掺灰量的增加,石灰改良土的内摩擦角和黏聚力C显著增大,压缩性显著降低。     

灰渣-石灰复合土物理力学特性试验研究

通过室内试验,探讨利用灰渣以及石灰作为添加剂对膨胀土进行改良,并研究了改良膨胀土的力学特性.试验结果表明:石灰复合土随着掺渣率的增加,石灰复合土的黏性成分的含量降低,粗颗粒含量增加,导致相对密度、液限、塑限指数均呈明显减小趋势,这说明灰渣对石灰复合土的改良有显著效果;当石灰含量不变的情况下,石灰复合土的抗剪强度随着灰渣含量的增加而逐渐提高.     

有限淋滤作用下石灰处治膨胀土的力学性能

对南阳膨胀土的基本力学性能及经石灰处治后的力学性能进行了测试,探讨了石灰处治膨胀土的力学性能指标随掺灰比和龄期变化的规律,获得了最优掺灰比;同时,自行设计了一套针对石灰处治膨胀土的室内有限淋滤试验装置和试验方法,并利用此方法对南阳膨胀土进行了有限淋滤试验,分析了石灰处治膨胀土内Ca2+含量、黏聚力及内摩擦角随淋滤天数变化的规律.结果表明：经石灰处治后,膨胀土的黏聚力随着淋滤天数增加而明显降低,其内摩擦角的变化较小;在降雨淋滤作用下,石灰处治膨胀土内Ca2+含量的减少将引起路基强度的降低,从而对路基性能产生不利的影响.     

石灰-粉煤灰改良膨胀土试验

探讨利用粉煤灰、石灰粉煤灰作为添加剂改良合肥膨胀土的可行性与改良效果.试验研究了粉煤灰、石灰粉煤灰掺合物对膨胀土的基本工程性质指标、击实特性、胀缩性以及无侧限抗压强度的影响特征.试验研究结果表明,随着掺灰率的增加,膨胀土的塑性指数、活性指数、自由膨胀率、膨胀量、膨胀力与线缩率呈减小趋势,这说明掺粉煤灰可有效降低膨胀土的胀缩性.经过一定龄期养护后的击实样的膨胀试验结果表明,随着养护龄期的增加,膨胀土的膨胀量与膨胀力都有一定降低.无侧限抗压强度试验结果表明:没有经过养护的土样,粉煤灰对无侧限抗压强度的影响不明显;经过7d龄期养护后,随着掺粉煤灰率的增加,土样的无侧限抗压强度具有一定程度的增长,并且无侧限抗压强度存在一个峰值点.     

煤渣改良膨胀土膨胀特性的试验研究

以膨胀土的塑性指数、自由膨胀率、标准吸湿含水率为研究对象,探讨工程实践中利用煤渣作为膨胀土改良材料的可行性。对膨胀土掺加不同比例的煤渣展开膨胀特性指标的室内试验,分析了塑性指数、自由膨胀率、标准吸湿含水率这3个判定指标的变化规律。试验结果表明:煤渣可用于膨胀土的改良,随着煤渣掺量的增加,塑性指数与煤渣掺量呈一元三次函数关系变化,自由膨胀率与煤渣掺量呈一元二次函数关系变化,标准吸湿含水率与煤渣掺量呈一元二次函数关系变化。煤渣掺量为15%～20%时,所取样本膨胀土改良后为非膨胀土,且继续增加煤渣掺量,可进一步改良膨胀土,但效果不明显,所以煤渣改良膨胀土的最佳掺量可确定为15%～20%。养护条件下,可较大幅度减少煤渣用量。     

石灰改性汉中膨胀土试验研究

试验以石灰作为外掺料,对汉中中、强两种膨胀土进行了以界限含水量、自由膨胀率和强度等为指标的改性对比试验.试验表明:在不同掺灰剂量、不同龄期作用下,石灰对强膨胀土界限含水量的改性效果相对明显,其改性效果存在一个限值.掺灰量在6%左右时,两种膨胀土改良效果较好.在严格按照施工规范和控制技术标准进行现场掺料时,可适当缩短闷料时间.     

水泥掺量对改良膨胀土抗剪强度的影响

以合肥蜀山区、包河区、庐阳区以及瑶海区的膨胀土为研究对象,采用水泥含量对膨胀土进行改良,水泥掺量分别为1%至4%,并设置一组不掺水泥的同条件膨胀土作为对比。在养护7 d条件下,进行直剪试验,研究水泥掺量对改良膨胀土抗剪强度、内摩擦角以及粘聚力的影响。研究表明:水泥能有效地抑制膨胀土的膨胀性,并且随着水泥掺量在一定程度内的提高,改性膨胀土的抗剪强度进一步得到提高;随着水泥掺量的增加,内摩擦角首先呈现逐渐增大的趋势,随后逐渐变缓直至稳定;膨胀土的粘聚力也会随着水泥的增加而增加。     

石灰改良不同含砂率粉土室内试验研究

通过人工配制不同含砂率(10%、30%、50%)粉土,对其采用熟石灰进行室内改良试验,探究不同配比(3%、5%、7%)石灰改良剂对含不同砂率粉土的改良效果,结果表明:在本试验确定含砂率范围内,随着含砂率的增大,素土最大干密度先增大后减小,最优含水率保持在15%左右;对同一含砂率粉土而言,石灰改良土的最大干密度明显低于素土,加大石灰掺量时,这种趋势愈发显著;适当增大含砂率使得土颗粒中粗粒增多、级配更加合理,粉土的强度有着增大趋势;对于不同配比的石灰改良土,随着石灰掺量的增加,改良土的强度明显提高;在恒定压实度(96%)下,改良土的加州承载比(California bearing ratio,CBR,下同)要明显高于素土,改良剂对粉土起到很好的稳定作用.对比含砂率与改良剂掺量对粉土强度的影响,可以看出改良剂掺量对粉土强度起到决定性作用.该研究可为石灰改良粉土路基提供工程实用参考.     

碎石改良膨胀土模型试验研究

针对广西南宁三塘地区膨胀土,开展了掺碎石改良膨胀土作为挡土墙填料试验研究.采用自制模型箱模拟刚性挡土墙,掺25％碎石的膨胀土作为填料,以体积含水率和侧向膨胀力为指标,观察挡土墙后不同改良条件下土体在注水后体积含水率和侧向膨胀力的变化情况,探讨体积含水率与侧向膨胀力之间的变化关系以及碎石改良膨胀土作为挡土墙填料的效果.试验结果表明:纯膨胀土的渗透性很差,在侧向受限及浸水的条件下会产生侧向膨胀力,侧向膨胀力的变化与体积含水率的变化呈正相关,但存在一定滞后性;掺碎石能显著提高膨胀土的渗透性,使得体积含水率和侧向膨胀力的变化速率加快;掺碎石膨胀土能较为有效地降低侧向膨胀力,建议采用膨胀土作为挡墙填料时掺入碎石进行改良,降低侧向膨胀力对挡墙的影响.     

干湿循环作用下石灰处治土强度特性试验研究

以广西膨胀土为研究对象,通过一系列室内试验获得了石灰处治膨胀土的胀缩性指标(最大干密度、最优含水量、自由膨胀率和黏粒含量)随掺灰比和龄期的变化规律.针对石灰处治膨胀土在特定恒温恒湿条件下进行了标准吸湿含水率试验,以探讨标准吸湿含水率检验膨胀土处治效果的适用性.考虑干湿循环效应及反复交通荷载的共同作用,分别开展了不同干湿循环次数后的处治土静、动三轴试验,研究了处治膨胀土静、动力学强度指标随干湿循环次数的变化规律,并对处治膨胀土在干湿循环作用下的破坏特征进行了分析.     

汉中膨胀土特性及改良试验研究

对采自汉中的膨胀土的矿物成分、膨胀性等特性进行了试验研究，探讨了石灰改良膨胀土的机理。针对膨胀土的特性，采用掺合石灰的方法对膨胀土进行了土质改良。试验研究表明，掺合石灰的方法对该类膨胀土的改良效果较好。