高液限土掺灰改良的试验研究.doc
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1、第12卷第1期 2 0 1 4年2月水利与建筑工程学报Journal of Water Resources and Architectural EngineeringVol.12 No.l Feb. ,2014DOI : 10.3969/j. issn. 1672 -1144.2014.01.002高液限土摻灰改良的试验研究张亚杰i2,洪宝宁12,刘鑫h3(1.河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098;2.河海大学岩土工程科学研究所,江苏南京210098;3.河海大学隧道与轨道工程研究所,江苏南京210098) 摘要:针对高液限土通过掺灰改良应用于路堤填筑方面的理论不足
2、,对掺灰改良前后土体性能进行 了试验研究。采用界限含水率试验、自由膨胀率试验和无荷膨胀试验、干湿循环下改良土的水稳定性试 验,对高液限土改良前后、不同灰剂量、不同养护时间下的力学性质、变形和稳定性方面的变化进行研 究。研究表明,灰剂量4%、养护7-14天时,其液限及塑性指数下降明显。石灰改良土无荷膨胀率明显 低于素土无荷膨胀率,且灰剂量4%、养护7天时,其膨胀率降低效果最好。干湿循环作用下,素土很快 崩解,而石灰改良土则随着灰剂量增大,其膨胀现象越是推后且不明显。改良土的CBR值先随循环次 数的增加而增大,后渐趋平稳,2%和4%灰剂量的循环到一定次数之后有所降低。关键词:高液限土;灰剂量;养护
3、时间;塑性指数;CBR值;水稳定性中图分类号:TU411.2文献标识码:A文章编号:16721144(2014)01000605Experimental Study on High Liquid Limit Soil Improved by LimeZHANG Ya-jie1,2,HONG Bao-ning1 ?2,LIU Xin1 ?3(1. Key Laboratory of Ministry of Education for Geomechanics and Embankment Engineering, Hohai University, Nanjing, Jiangsu 210098
4、, China; 2. Geotechnical Engineering Research Institute, Hohai University t Nanjing y210098, China 3. Tunnel and Rail Project Research Institute, Hohai University, Nanjing, Jiangsu 210098, China)Abstoct: Aimed at the theoty lackness of high liquid limit soil application in en山ankment filling,出e test
5、 迎d are carried out for the soil properties before and after mixing with lime. Through the limit moisture content test, expansion ratio test and water stability test under dry-wet circulation, the physical and mechanical properties and the changing regu-lations of the mixed soil under different ash
6、dosage and curing time are studied. The main results show that under the lime dosage of 4% and 7 14 curing days,both liquid limit 如d plastic index have obvious decline; the mixed soil expan-sion ratio is significantly lower than that of plain soil, and the achieved effect is best in the lime dosage
7、of 4% and curing time of 7 days; with the dry-wet circulation, the plain soil collapses soon, while the mixed soil * s expansion occuers later and is not obvious with the increase of lime dosage; the mixed soil * s CBR value first increases with the cycle times, then gradually levels off, and under
8、the lime dosage of 2% and 4%,tends to decrease after certain cycle times.Keywords: high liquid limit soil; lime dosage; curing time; plasticity index; CBR value; water stability收稿日期:2013-08-21修稿日期:2013-09-17基金项目:国家自然科学基金资助项目(51079052);广东省交通厅科技项目(200903005);河海大学中央高校基本科研业务费专项资金资助 项目(2012B03014)作者简介:张亚
9、杰(1988女,河南周口人,硕士研究生,研究方向为软基处理和地下工程。高液限土因其天然含水率大、细颗粒含量高、塑 性指标偏大,根据现行行业标准,不得直接作为路堤 填料。因此实际工程中,高液限土多进行掺砂或掺 水泥改良,然后再进行路堤填筑,取得了一定的效果。然而,对于掺灰改良,由于研究较少,施工中应 用也较为谨慎。本文就高液限土掺灰改良后其主要 性能指标的前后变化展开室内研究,以期对高液限 土掺灰改良路堤填筑设计和施工提供理论参考。第1期张亚杰,等:高液限土掺灰改良的试验研究13淼II担捌高液限土作为路堤填料,其物理力学指标,变形 和强度,不仅涉及路堤结构稳定,也对路面结构有着 不容忽视的影响1
10、。因此本文通过界限含水率试 验、膨胀率试验、干湿循环试验围绕改良前后土体的 塑性、膨胀性、水稳定性的变化情况展开研究分析。1界限含水率试验研究公路路基施工技术规范2规定:对液限高于 50%,塑性指数大于26,含水率不适宜直接压实的 细粒土,不得直接作为路堤填料;需要使用时必须采 取技术措施处治,经检验满足工程设计要求后方可 使用。为了掌握掺石灰改良后,土的液限、塑限、塑 性指数等发生怎样变化,能否满足规范要求,随着灰 剂量的增加以及养护时间的增长,改良土的界限含 水率如何变化等,开展相关的试验研究3。试验结 果见图1图3。养护时间灰剂量/%图1液限随灰剂置的变化关系由图1图3可以看出,掺人生石
11、灰后,高液限 土的液限、塑限、塑性指数都发生了明显的变化,随 着灰剂量从到4%,液限下降明显,由70.1 %下降 到63.9% ,变化率为8.8%,说明掺人石灰后土中粘 粒含量减少,亲水性减弱;灰剂量从4%到8%时,下 降幅度逐渐减小,趋于平缓;可见4%的灰剂量是一个明显的转折点,液限下降趋势越并非与灰剂量的 增加成正比,塑性指数变化同液限。除此外,养护时 间也有着密切关系,在石灰加人后的前7 d,各项指 标变化都较明显,7 d以后虽然仍在变化,但幅度减 小,基本趋于平缓。养护时间 ?d图3塑性指数随灰剂量的变化关系2膨胀性变化规律研究根据相关研究成果及工程经验,高液限土呈现 相当的弱膨胀性,
12、虽然公路路基设计规范GD30 - 2004)中规定:土体自由膨胀率矣40% ,不属 于膨胀土范畴。但是,当自由膨胀率介于30% 40%之间时,还应综合考虑其他指标如最大体缩率、 粘粒含量及膨胀率等进行判定。结合髙液限土诸多 不良工程性质,其膨胀性对路堤质量和路面结构稳 定性产生影响不容忽视5,有必要进行研究。为了 掌握改良土膨胀性,采用自由膨胀率试验和无荷膨 胀率试验来研究素土及石灰改良土在自由状态下以 及压实后无荷载时的膨胀性。2.1自由膨胀率试验自由膨胀率是一定体积的烘干并充分分散后的 土粒在水中没有任何限制条件下充分吸水产生自由 膨胀,其膨胀稳定后的体积增量和初始体积之比为:Sef :
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- 高液限土掺灰 改良 试验 研究
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