石灰改良紅粘土壓縮性能研究

湯小林+蔣帥+劉強(qiáng)勇

摘 要：紅粘土在重慶地區(qū)有分布，它是一種特殊土壤，具有特殊的工程性質(zhì)，很多工程建筑物都修建在這類土的地基上，而且紅粘土的壓縮變形特性將直接影響到地基的穩(wěn)定性，這對(duì)實(shí)際工程建設(shè)具有非常重要的指導(dǎo)意義。因此本研究通過側(cè)限壓縮試驗(yàn)研究改良性紅粘土的壓縮性能，具有一定的實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：紅粘土；側(cè)限壓縮試驗(yàn)；石灰；改良

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.118

0 引言

重慶的涪凌、華鎣、萬(wàn)縣、黔江等地均有大量紅粘土分布，隨著重慶涪陵李渡新區(qū)工程建設(shè)日益增多，紅粘土作為地基土和路基填料具有液限高、孔隙比大、裂隙發(fā)育、中-低壓縮性等特點(diǎn)，其工程性質(zhì)隨外界環(huán)境變化較大，使得紅粘土地基、路基具有很大的危險(xiǎn)性，給新區(qū)工程建設(shè)埋下安全隱患。所以改良紅粘土就成了最有效的改進(jìn)方法，改良紅粘土的方法有很多，例如王海湘[1]等人做了碎石改良高液限紅粘土擊實(shí)性能試驗(yàn)研究，得出了不同摻料比的碎石改良高液限紅粘土的擊實(shí)曲線，對(duì)道路建設(shè)有很好指導(dǎo)意義；莫百金[2]等人通過砂礫改良高液限紅粘土的試驗(yàn)研究，分析了不同慘砂礫率的改良效果及原因，為高液限紅粘土路堤處治提供了具有實(shí)用價(jià)值的參考；葉瓊瑤[3]等人通過高液限紅粘土的改良試驗(yàn)，提出了慘加30%的砂礫是最有效、最經(jīng)濟(jì)的改良措施。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于改良紅粘土的壓縮性能研究還很少，所以本研究對(duì)涪陵李渡新區(qū)工程建設(shè)具有重要的意義。

1 試驗(yàn)簡(jiǎn)介

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)使用的紅粘土取自涪陵李渡新區(qū)的長(zhǎng)江師范學(xué)院，為天然紅粘土，經(jīng)過自然風(fēng)干后過5mm篩使用。石灰為購(gòu)買的熟石灰。紅粘土的初始孔隙比在0.3左右。

1.2 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)將過篩后的紅粘土和石灰按一定比例拌和均勻，制得石灰土土料，石灰土中素土和石灰的拌和比例按照石灰摻入的質(zhì)量比計(jì)算，石灰摻入的質(zhì)量比分別為0%、8%、14%。另一組試驗(yàn)還加有4%的水泥。試樣制備時(shí)紅粘土的含水率控制在最優(yōu)含水率，試樣制備嚴(yán)格按照《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》[4]進(jìn)行，有輕型擊實(shí)等試驗(yàn)過程。經(jīng)環(huán)刀取樣后的試樣用保鮮膜密封好自然存放20天。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

由試驗(yàn)所得壓縮變形算出在各級(jí)荷載下所得的孔隙比，所得的e-p曲線與e-lnp曲線如圖4.1所示，計(jì)算后的壓縮指數(shù)如圖4.2所示。

從圖4.2可以看出隨著石灰摻量的增加，紅粘土的壓縮指數(shù)一直下降，但下降的趨勢(shì)先快后慢，當(dāng)石灰摻量<8%時(shí)石灰改良土壓縮系數(shù)下降速度較緩，但當(dāng)石灰摻量>8%時(shí)石灰改良土壓縮知道下降速度較快，對(duì)于石灰改良紅粘土而言，由于石灰的摻入，電離出的大量陽(yáng)離子改變的粘土表面的帶電狀態(tài)，促進(jìn)了粘土團(tuán)聚化，改善了粘土的顆粒級(jí)配，導(dǎo)致改良后的土體更難壓縮降低了土體的壓縮性。這表示石灰改良紅粘土的壓縮性能比素土的壓縮性能要好，即石灰在一定程度上能改良紅粘土的壓縮性能。

從圖4.2還可以看出隨著石灰摻量的增加，紅粘土的壓縮指數(shù)一直減小，減小的速度先快后慢，這是由于水泥和石灰能一起改良紅粘土的壓縮性，但當(dāng)水泥一定時(shí)，隨著石灰的摻量的增加石灰、水泥一起改良紅粘土壓縮性的作用逐漸減弱。

3 結(jié)論

通過側(cè)限壓縮試驗(yàn)研究石灰改良紅粘土的壓縮性能研究可以看出，在改良的時(shí)候摻入石灰的含量多少對(duì)土體的影響是很大的，當(dāng)石灰摻量<8%時(shí)，石灰摻量的變化對(duì)石灰改良紅土壓縮指標(biāo)的影響較大，施工中應(yīng)注意石灰摻量管理。本試驗(yàn)的試驗(yàn)配比有限，如果要得出更為有利的試驗(yàn)數(shù)據(jù)需要進(jìn)一步開展大量的試驗(yàn)和理論研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]王海湘，于冬升，張金團(tuán)等.碎石改良高液限紅粘土擊實(shí)性能試驗(yàn)研究[J].湖北文理學(xué)院學(xué)報(bào)，2016（05）.

[2]莫百金，李躍軍.砂礫改良高液限紅粘土的試驗(yàn)研究[J].公路， 2008（08）.

[3]葉瓊瑤，陶海燕.高液限紅粘土的改良試驗(yàn)研究[J].公路，2007（01）.

[4]GB/T 50123-1999.土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5]楊俊，黎新春，童磊.風(fēng)化砂改良高液限紅粘土強(qiáng)度特性試驗(yàn)研究[J].南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，39（02）：181-186.

[6] 趙穎文.孔令偉.郭愛國(guó)等.廣西紅粘土擊實(shí)樣強(qiáng)度特性與脹縮性能[J].巖土力學(xué)，2004（25）：369-373.endprint