石灰改良膨脹土的物理力學(xué)性狀試驗(yàn)研究和工程應(yīng)用

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1、石灰改良膨脹土的物理力學(xué)性狀試驗(yàn)研究和工程應(yīng)用張福海王保田河海大學(xué)巖土工程研究所研究背景和意義在膨脹土地區(qū)的高速公路建設(shè)中，面臨著要么用大量的非膨脹土置換膨脹土，要么對(duì)膨脹土進(jìn)行土性改良的問題。由于采用置換的方法經(jīng)濟(jì)上不劃算，而且棄土?xí)斐森h(huán)境污染。因此研究如何利用改良弱膨脹土來填筑路堤，對(duì)解決高速公路遇到的膨脹土問題具有重要的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)踐意義。工程背景寧淮高速公路淮安段全長113.011公里，其中有92公里長的路段穿越膨脹土分布地區(qū)。只能利用當(dāng)?shù)氐牟涣纪猎慈缰械扰蛎浲粱蛉跖蛎浲羴硖钪坊?。高含水量膨脹土利用?。?！存在的問題石灰改良高含水量膨脹土施工工藝；石灰

2、改良高含水量膨脹土填料碾壓質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)；現(xiàn)行規(guī)程中的石灰劑量檢測(cè)方法沒有考慮時(shí)間對(duì)灰劑量檢測(cè)結(jié)果的影響；規(guī)范推薦的膨脹變形量計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)]有直接反應(yīng)土層土體孔隙中的水分含量的差異對(duì)土體膨脹變形量的影響。研究內(nèi)容(1)路堤膨脹土填料改良方法研究(2)石灰改良膨脹土的施工工藝研究(3)改良膨脹土路堤填土施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的確定(4)天然膨脹土路基和改良膨脹土路堤的膨脹變形分析膨脹土填料改良試驗(yàn)研究通過研究不同灰劑量石灰改良土的自由膨脹率和界限含水量的變化規(guī)律，結(jié)合膨脹率試驗(yàn)、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和水穩(wěn)定性試驗(yàn)，確定出一個(gè)能夠滿足公路路基施工技術(shù)規(guī)范中對(duì)路堤填土強(qiáng)度和變形

3、要求的灰劑量。膨脹土填料改良試驗(yàn)研究試驗(yàn)成果：采用石灰改良的膨脹土填料可以滿足寧淮高速公路對(duì)路基填料的膨脹性、強(qiáng)度和變形方面的要求。改良膨脹土筑堤施工工藝研究二次摻灰的施工工藝研究一次摻灰的施工工藝研究改良膨脹土路堤填土施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)研究碾壓質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)灰劑量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)碾壓質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)問題的提出：在寧淮高速公路先導(dǎo)段施工中，施工完成的路堤的壓實(shí)度很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，多數(shù)路段壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果顯示，合格的點(diǎn)數(shù)甚至達(dá)不到總檢測(cè)點(diǎn)數(shù)的50％。碾壓質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)研究方法：通過室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)研究適用于寧淮高速公路淮安段路堤填土施工的碾壓質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)圖3.1

4、干法擊實(shí)試驗(yàn)示意圖圖3.2濕法擊實(shí)試驗(yàn)示意圖室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)根據(jù)土料含水量變化過程來看，應(yīng)屬于濕法施工。對(duì)于按濕法施工的現(xiàn)場(chǎng)而言，采用干法制定的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)是不是合適呢？室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)馬武九標(biāo)先導(dǎo)段6#和7#取土坑含灰量5%的改良土擊實(shí)試驗(yàn)成果表取土坑編號(hào)6#取土坑7#取土坑干法擊實(shí)成果濕法擊實(shí)成果干法擊實(shí)成果濕法擊實(shí)成果最大干密度ρdmax(g/cm3)1.6921.6141.7171.648最大干密度差值(g/cm3)0.0780.069差值占濕法擊實(shí)ρdmax的百分比4.83%4.19%室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)由擊實(shí)試驗(yàn)成果可知：干法擊實(shí)試驗(yàn)得到的最大干密度比濕法擊

5、實(shí)試驗(yàn)得到的最大干密度大3～5%；對(duì)于按濕法施工的現(xiàn)場(chǎng)而言，干法制定的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)于提高了3%～5%。試驗(yàn)段序號(hào)含水量范圍（%）干密度范圍（g/cm3）按干法擊實(shí)結(jié)果判斷的壓實(shí)度（%）按濕法擊實(shí)結(jié)果判斷的壓實(shí)度（%）備注第一試驗(yàn)段(K173+600-K173+740)17.5-21.5平均：19.81.269-1.616平均：1.50975.0-95.5平均：89.2合格點(diǎn)百分?jǐn)?shù)：55%78.6-100平均：93.5合格點(diǎn)百分?jǐn)?shù)：85%1段和2段6#取土坑濕法最大干密度ρdmax=1.614g/cm3干法最大干密度ρdmax=1.692g/cm33段和4段7#取

6、土坑濕法最大干密度ρdmax=1.648g/cm3干法最大干密度ρdmax=1.717g/cm3壓實(shí)度≥90%稱為合格。第二試驗(yàn)段(K170+680-K170+840)18.9-22.8*平均：21.21.396-1.552平均：1.46682.5-91.7平均：86.7合格點(diǎn)百分?jǐn)?shù)：10%86.5-96.2平均：90.8合格點(diǎn)百分?jǐn)?shù)：70%第三試驗(yàn)段(K174+020-K174+150)18.7-21.8平均：19.71.475-1.568平均：1.51086.1-91.3平均：88.0合格點(diǎn)百分?jǐn)?shù)：10%89.5-95.2平均：91.6合格點(diǎn)百分?jǐn)?shù)：100%第

7、四試驗(yàn)段(K173+120-K173+300)17.1-20.2平均：18.61.518-1.607平均：1.56488.4-93.5平均：91.1合格點(diǎn)百分?jǐn)?shù)：69.5%92.1-97.5平均：94.9合格點(diǎn)百分?jǐn)?shù)：100%碾壓質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)結(jié)論：填料初始含水量較高的寧淮高速公路施工過程與濕法擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)M的施工條件相一致；建議在寧淮高速公路路堤施工中采用濕法擊實(shí)得到的最大干密度作為碾壓質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。研究成果已被列入新編的江蘇省高速公路路基施工技術(shù)規(guī)范?；覄┝繖z測(cè)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行檢測(cè)方法存在的問題：規(guī)范中給出的EDTA滴定法將石灰一次性摻加，灰劑量檢測(cè)工作在石灰摻加后7

8、d內(nèi)完成。