土的顆粒組成是土性的基本參數，是土分類的基本指標，下面是小編蒐集整理的一篇探究石灰改良膨脹土基本物理性質試驗的論文範文，供大家閲讀參考。
【摘 要】為了探討石灰改良膨脹土的可行性和處治效果，併為工程實施提供技術參數，進行了大量的室內改良試驗：針對膨脹土的不良工程特性設計了改良土的物理性質試驗，並獲得了一些有意義的試驗成果。
【關鍵詞】石灰改良;膨脹土路堤;物理性質;試驗
1 前言
隨着改革開放的深入，國民經濟高速發展對公路運輸能力的需求越來越大，我國開始了大規模的高等級公路建設，其中不少路段穿越了典型膨脹土地區，膨脹土對公路建設的危害逐漸變得越來越嚴重。膨脹土路基穩定與變形問題成為膨脹土地區公路修建的主要技術難題之一。因此，本文通過對石灰改良膨脹土基本物理性質試驗結果的分析，望為現場施工提供技術參數。
2 自由膨脹率試驗
自由膨脹率是反映粘土膨脹性的指標之一，它與土的粘性礦物成分、膠粒含量、化學成分和水溶液性質有着密切的關係。自由膨脹率的概念沒有包含膨脹土的結構，也不存在附加荷載與側限等條件，因而從工程角度講，它是一個沒有實際工程意義的指標。但是，自由膨脹率在一定程度上能反應粘土礦物成分、粒度成分、化學成分和交換陽離子等基本特性，且試驗操作方便，簡單易行。所以，仍可以用自由膨脹率指標粗略衡量土的膨脹潛勢。
試驗分加分散劑和不加分散劑兩種情況，各種改良土的自由膨脹率試驗結果如表1和圖1:
從表1可以發現，素土的自由膨脹率為56%屬弱膨脹性土(《公路土工試驗規程》採用加分散劑的試驗結果)，摻灰3%後自由膨脹率降為17%已屬非膨脹土。隨着石灰摻量的增多，不同改良土的自由膨脹率相繼減少並趨穩定。
3 土粒比重試驗
土粒比重是土粒在温度100～105℃，烘至恆重時的重量與同體積4℃時蒸餾水重量的比值，它是土的基本物理性質指標之一，是計算孔隙比和評價土類的主要指標。試驗結果見表2。
從表2中可得，膨脹土經改良後，土粒比重稍有增加，但增加不大，而且也並不隨摻灰率的增大而增大。
4 顆粒分析試驗
土的顆粒組成是土性的基本參數，是土分類的.基本指標，同時是反映土的路用性質的一個重要指標。根據土質學的研究成果，粗粒土的性質主要決定於土顆粒的粒徑分佈和特徵，而細粒土的性質主要取決於土粒和水的相互作用的狀態，土中細粒含量越多，土與水的作用越強烈。因此，進行顆粒分析試驗不僅可以確定不同摻灰率改良土的顆粒組成特點，而且，通過對改良土進行顆粒分析試驗，結合液塑限試驗結果可為不同改良土命名。同時，粘粒含量(<0.002mm)也是對膨脹上脹縮等級判別的一個指標。試驗結果如表3，各種改良土的累計曲線見圖2。
從表3可知，改良土的粒度成分隨着摻灰率的增大呈現有規律的變化，隨着摻灰率的增大，粘粒和粉粒含量逐漸減少，砂粒的含量增多。當砂粒含量超過25%，粗顆粒將起到骨架作用，改善土的物理力學性質。
按照公路路基設計規範對膨脹土脹縮等級的劃分，如果僅以<0.002mm的顆粒含量來分類，素土為強膨脹土，只要在膨脹土中摻加3%的石灰，即可顯著降低改良土的脹縮等級成為非膨脹土。
5 界限含水量試驗
膨脹土的界限含水量是粘土顆粒與水相互作用的一種屬性，膨脹土主要由親水性粘土礦物組成，含有較多的細小粘土顆粒成分，故具有比表面積大，擴散雙電層較厚的特點，因而與一般細粒土相比，膨脹土中粘土顆粒表面的水膜較厚，所保持的薄膜水總量也特別多，因此，膨脹土一般具有高液限、高塑性指數的特點。試驗結果如表4和圖3所示。
l)由圖3可以看出，隨着摻灰率的提高，液限有較大幅度的降低，由素土的65.5%降低為5%改良土的48%，隨後液限變化幅度不大;而塑限隨着摻灰率的變化影響不大，基本上保持穩定;塑性指數隨着摻灰率的增大一直呈下降趨勢，由素土的32%降到9%石灰土的14.7%，降幅為54%，而且摻灰率增大到5%以後的塑性指數的下降幅度顯著減少，可以看出，塑性指數的降低明顯是由液限降低引起的;縮限隨着摻灰率的增加一直是增大的，由素土的18.1%增大到5%石灰土的34.6%，增幅為91%，隨後增幅減少:縮限試驗得到的體縮率和收縮指數的變化規律與液限相類似。所以，可以得知，界限含水量各指標隨摻灰率的變化在摻灰率為5%後就較少了。
2)液限和塑性指數是細粒土分類的重要指標，按照文獻[1]中土的工程分類原則，結合顆粒分析試驗結果給改良土命名，素土是屬於特殊土中的膨脹土，摻灰率為3%的改良土則為高液限粘土，隨着摻灰率繼續增加到5%、7%、9%，改良土依次變為低液限粉土、高液限粉土、粉土質砂。
3)利用李生林教授改進的液塑限圖法進行改良土的脹縮等級的判別(圖
2.1)。灰白色膨脹土屬於中膨脹土，摻灰率3%的改良土變為弱膨脹土。
當摻灰率達到了5%後，改良土變為非膨脹土，這證明摻石灰可以明顯的改善膨脹土的脹縮性。
6 結語
綜上所述，可以得出以下結論：自由膨脹率隨着摻灰量的增加而降低;摻灰對土粒比重沒有明顯影響;摻灰量越大，改良土的粘粒和粉粒含量越少，砂粒含量越多;隨着摻灰量的增加，液限稍有減少，塑性指數降幅最大，塑限基本不變，縮限會明顯增加。5%石灰改良土的各項物理性質較膨脹土有了明顯改善，達到了土質改良的目的。
參考文獻
[1] 中華人民共和國交通部行業標準.公路土工試驗規程(JTG E40-2007).北京:人民交通出版社，2007
[2] 李生林，中國膨脹土工程地質研究.南京:江蘇科學技術出版社，1992