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膨胀土水泥改性均匀性及长期效果试验研究【摘要】水泥改性土是将一定比例的水泥掺入膨胀土之中用以改善膨胀土的性质或结构，使膨胀土丧失膨胀潜能，并在一定程度上提高土体强度或承载力的改性土料。
水泥改性土广泛应用于南水北调中线一期工程渠道工程的填筑中。
本文选取南水北调中线工程禹州长葛段膨胀土，采用水泥对其改性，通过室内试验研究了水泥掺入对膨胀土改性的影响与效果。
【关键词】膨胀土水泥改性；试验；效果一、水泥的改良膨胀土作用机理膨胀土含有较多的黏粒及亲水性强的蒙脱石、伊利石和高岭土等矿物成分，具有遇水膨胀、崩解、软化、失水收缩、干裂、硬化等工程特性。
在我国膨胀土分布较广的地区，往往又存在着土地资源匮乏的问题，因此不得不利用工程性质不良的膨胀土作为工程材料。
这时为保证工程质量，需对膨胀土进行性质改良，方可作为填料，比如对于引水工程中遇到的膨胀土可采用加强水稳性的改良方法，而水泥就是一种水稳定性好的无机化学改性剂。
水泥改良膨胀土能大幅度地提高膨胀土的稳定性和耐久性。
掺入水泥后，膨胀土的化学组成以及内部结构发生变化，从而引起膨胀土的强度、胀缩性等特性发生改变。
水泥对膨胀土物理力学性能的影响主要体现在以下3个方面：（1）团粒作用：水泥水化反应的胶凝产物将土颗粒粘结起来，提高了土体的稳定性和耐水性。
（2）离子交换作用：水泥与膨胀土发生离子交换作用改变了膨胀土颗粒与水分子的作用力。
（3）凝硬反应和碳酸反应：水泥凝硬反应以及氢氧化钙与空气中的二氧化碳发生反应生成耐水的碳酸钙，提高了膨胀土的强度。
二、膨胀土水泥改性均匀性（一）现场取样针对现场中膨胀水泥改性土试验区与弱膨胀水泥改性土试验区各选取一典型断面，进行开槽、现场照相、描述，对其掺拌均匀性进行初判：并对现场取样进行无侧限抗压强度试验和渗透试验。
取样弱膨胀水泥改性土试验区一级马道以下采用水泥改性土处理，处理层厚度0.6m，水泥掺量为4%，施工采用路拌机拌合；中膨胀水泥改性土试验区为全断面水泥改性土处理，处理层厚度lm，水泥掺量为5%，采用液压碎土机碎土后再由稳定土拌和机拌合。
浅谈膨胀土水泥改性处理试验及施工质量控制浅谈膨胀土水泥改性处理试验及施工质量控制摘要：膨胀土因其固有的特殊性质，被工程界称为“问题土”或“癌症土”，一旦处理不当，会对工程带来极大的危害。
文章通过掺加不同剂量的水泥对膨胀土进行改良，根据室内试验，总结出不同水泥掺量时改性后的水泥土的自由膨胀率、最大干密度、最优含水率、28d无侧限抗压强度等重要指标的变化规律。
同时，根据室内试验总结的经验，结合现场施工条件，从每道工序采取有效的预防及控制措施，确保水泥改性土施工质量，积累膨胀土处理施工经验。
关键词：膨胀土改性试验质量控制1前言南水北调中线工程总干渠涉及膨胀土的渠段达400km，膨胀土是一种具有特殊性质的土, 主要的工程地质特性表现为: 胀缩性、裂隙性和超固结特性。
膨胀土吸水时体积扩胀, 失水时体积收缩, 反复胀缩的结果使得土体结构发生破坏,力学强度随之降低。
膨胀土因其特殊的工程特性, 对工程的危害较大。
一般对膨胀土地基的处理都采用换填的处理措施，其中水泥改性土在水利工程中应用较少, 可供借鉴的工程实例也较少。
因此，对膨胀土进行水泥掺量相关试验分析，摸索水泥改性膨胀土的相关控制参数，用于指导施工，同时积累膨胀土处理的施工经验。
2膨胀土胀缩原理及等级划分膨胀土是由于粘土矿物颗粒的表面特性和水分子的极性，膨胀土与水分子相互作用时，在颗粒周围形成水膜将颗粒推开，扩大颗粒间距离使土的体积膨胀。
膨胀土是一种含一定数量亲水矿物质（蒙脱石、伊利石、高岭石或混层结构）且随着环境的干湿循环变化而具有显著的干燥收缩、吸水膨胀和强度衰减的粘性土，有的裂隙很发育，且液限和塑性指数较大，压缩性偏低，在天然含水量状态下较坚硬，一般具有超固结性。
在地层分布上一般属于上第三系河湖相砂砾岩、砂岩和第四系中更新统冲洪积分支粘土，在结构上夹层多，上层滞水明显，开挖后易产生卸荷失稳。
因此，膨胀土渠坡开挖完成后若不及时进行有效的保护，长期暴露则容易产生坍塌、滑坡等严重质量事故。
总第３１９期交 通 科 技ＳｅｒｉａｌＮｏ．３１９ ２０２３第４期ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．４Ａｕｇ．２０２３ＤＯＩ１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１ ７５７０．２０２３．０４．０２９收稿日期：２０２３ ０３ １４第一作者：李自锋（１９７５－），男，副研究员，硕士。
膨胀土固化及其力学性能试验研究李自锋１ 王 磊１ 冯 进２（１．中国人民解放军９３２０４部队 北京 １０００６８； ２．甘肃兰达铁科工程检测有限公司 兰州 ７３０１９９）摘 要 针对现有膨胀土处治利用问题，采用固化材料对云南蒙自地区的膨胀土开展固化处治，并研究其力学性能。
以ＣＢＲ为固化性能力学分析指标，通过室内试验，对比了６种固化材料（水泥、石灰和４种新型固化剂）的固化效果，筛选出最佳固化材料；基于最佳固化材料，在９３％和９６％２种压实度和最佳含水率、最佳含水率＋２％、最佳含水率－２％３种含水率工况下，探究配合比、养生龄期和浸水对膨胀土力学性能的影响。
结果表明，纤维复合固化剂对膨胀土固化处治效果最佳，掺配比例宜选取为５％，养生龄期不可低于３ｄ，且需避免水分侵入。
关键词 膨胀土 固化配比 养生龄期 浸水 ＣＢＲ中图分类号 Ｕ４１４ 膨胀土含有较多黏土矿物，使膨胀土具有吸水膨胀和反复胀缩的特性，并且在吸水膨胀后强度下降幅度较大，对工程安全使用构成一定危害［１］。
故通常需要采取一定方式进行适当处治，才能作为路基填料应用于道路工程中。
当前，国内常见的处治技术主要包括：水泥处治［２］和石灰处治［３］。
Ｍｏｈａｍｅｄｚｅｉｎ等［４］发现水泥可以降低膨胀土颗粒的亲水性，提高浸水稳定性。
符策岭等［５］向膨胀土内掺入２％～８％的石灰进行处治后，膨胀土的自由膨胀率、强度等能满足工程使用要求，但浸水稳定性存在不足。
近年来，新型固化材料不断出现，傅乃强等［６］使用纤维和粉煤灰混合物提升了膨胀土的无侧限抗压强度。
膨胀土的性质及改良膨胀土的性质及改良1 膨胀土及其工程性质膨胀土是颗粒高分散、成分以黏土矿物为主、对环境的湿热变化敏感的高塑性黏土。
它是一种吸水膨胀软化、失水收缩干裂的特殊土，工程界称之为灾害性土。
它的主要特征是：（1）粒度组成粘粒（<2μm）含量大于30%;（2）黏土矿物成分中，伊利石-蒙脱石等强亲水性矿物占主导地位；（3）土体湿度增高时，体积膨胀并形成膨胀压力；土体干燥失水时，体积收缩并形成收缩裂缝；（4）膨胀、收缩变形可随环境变化往复发生，导致土的强度衰弱；（5）属液限大于40%的高塑性土；（6）属超固结性黏土。
膨胀土在世界范围内分布极广，遍及六大洲。
我国是膨胀土分布最广的国家之一，先后有20多个省区发现有膨胀土。
近地表的浅层土不仅裂隙特别发育，而且对气候变化特别敏感，是一种典型的非均匀三相介质。
土质干湿效应明显，吸水时，土体膨胀、软化，强度下降；失水后土体收缩，随之产生裂隙。
膨胀土的这种收缩特性，当含水量变化时就会充分显示出来。
反复的胀缩导致了膨胀土土体的松散，并在其中形成许多不规则的裂隙，从而为膨胀土表面的进一步风化创造了条件。
裂隙的存在破坏了土体的整体性，降低了土体的强度，同时为雨水的侵入和土中水分的蒸发开启了方便之门，于是，天气的变化进一步导致了土中含水量的波动和胀缩现象的反复发生，这进一步导致了裂隙的扩展和向土层深部发展，使该部分土体的强度大为降低，形成风化层。
这种风化层的最大深度大致在气候的影响深度范围内，一般在1.5—2.0m，最大深度可达4.0m。
膨胀土的应力历史和广义应力历史决定了膨胀土具有超固结性，沉积的膨胀土在历史上往往经受过上部土层侵蚀的作用形成超固结土。
膨胀土由于卸荷作用也能引起土体裂隙的发展，边坡的开挖，对土体产生了卸荷作用，这种卸荷对土中的隐蔽微裂隙膨胀土来说，必然会促进裂隙的张开和扩展，尤其是在边坡底部的剪应力集中区域裂隙面的扩展更为严重，这些区域往往是滑动开始发生的部位。
重塑膨胀土胀缩特性和强度特性试验研究的开题报告一、研究背景膨胀土是指在水分作用下，在固结过程中由于其自身结构和化学成分的相互作用而引起的土体体积变化现象。
由于膨胀土在工程中的复杂性和特殊性，给工程建设带来了很大的难度和风险。
因此，研究膨胀土的特性及其胀缩行为，对工程施工和设计具有很大的现实意义。
二、研究内容本研究将以某工程现场所采集的膨胀土为研究对象，主要从以下几个方面进行试验研究：1.膨胀土的胀缩性质测试：膨胀土的胀缩性质是影响工程安全稳定的重要因素。
本试验将通过对膨胀土的胀缩试验，得出土体的胀缩变形曲线、胀缩系数和泡沫比等数据，用来分析膨胀土胀缩特性的变化规律。
2.膨胀土的压缩试验：膨胀土的压缩性能是衡量土体物理力学性质的重要指标。
本试验将通过不同应力状态下的压缩试验，得出膨胀土的压缩变形、强度和应力-应变关系等参数，用来分析不同应力状态下膨胀土的压缩性能及其变化规律。
3.膨胀土的水分敏感性测试：膨胀土的水分对土体的胀缩特性和强度有重要影响。
本试验将通过环境水分控制试验，通过观测膨胀土在不同水分状态下的胀缩变形和强度变化，得出土体的水分敏感性指标，为后续工程施工提供潜在隐患评估。
三、研究意义本研究通过对某工程现场膨胀土的试验研究，可以得出以下结论：1. 膨胀土的胀缩特性和强度特性表现出明显的非线性变化规律，需要特别注意。
2. 不同水分状态下，膨胀土的胀缩特性和强度表现出显著差异，所以需要控制土体的水分状态。
3. 膨胀土工程施工中应采取措施减少土体胀缩影响，并采取增强土体力学性能的措施，以提高工程安全和稳定性。
四、研究方法本研究主要采用基础试验法和现场调查方法相结合的研究方法，包括实验室试验和现场调查，分析研究膨胀土胀缩特性和强度特性的变化规律。
五、预期结果通过本研究，可以得出对于某工程现场采集的膨胀土的胀缩特性和强度特性等相关数据，进一步分析膨胀土的变化规律，为工程设计和施工提供理论依据，确保工程施工的安全性和稳定性。
膨胀土的化学改性及其力学特性的试验研究的开题报告一、选题背景和意义膨胀土是一种具有特殊物理和化学性质的土体，在建筑、地质工程、矿业和环境工程等领域有着广泛的应用。
但是，膨胀土的性质会随着水分、温度和荷载等因素的改变而发生变化，导致在工程实践中出现一些问题。
因此，对于膨胀土的研究和改性具有重要意义，可以提高其力学特性和工程性能，也可以避免潜在的工程风险和环境污染。
二、研究内容和目标本论文主要研究膨胀土的化学改性和力学特性，在试验室中对膨胀土样品进行不同的改性处理，包括添加化学药品、改变温度和水分条件等，并通过标准试验测试其力学性质，如抗剪强度、压缩强度、变形特性等。
其目标是确定最佳的改性方案，提高膨胀土的力学性能，为工程实践提供依据。
三、研究方法和技术路线本论文采用试验研究法，首先收集膨胀土的相关文献资料，确定实验方案和测试方法。
然后采集膨胀土样品，在试验室中进行不同的化学改性和控制条件处理，如添加氯化钙、硅酸钠等化学药品，控制温度和水分等。
最后，通过标准试验方法测试膨胀土各种力学性质指标，并分析试验结果，确定最佳的改性方案。
四、论文的创新点本论文的创新点在于，选取膨胀土作为研究对象，通过化学改性的方法来提高其力学特性，并通过试验研究的方式，系统分析其力学性质和变形特性。
同时，本论文将针对不同的化学药品和改变条件进行试验研究，找到最优化的膨胀土改性方案，为相关工程应用提供指导和参考。
五、预期成果和意义本论文的预期成果主要是选用最优化的膨胀土改性方案，在试验室中测试出膨胀土的各种力学性质指标，并与未改性的膨胀土进行比较，分析其性能提高的程度和作用机理。
同时，本论文对于膨胀土的改性处理提出了一些重要的建议和工程应用方面的推广，具有一定的实际意义和社会价值。
南水北调中线河北段膨胀土特性试验研究发布时间：2021-04-28T11:26:04.100Z 来源：《建筑实践》2021年1月3期作者：鞠向阳1 朱亚飞1 潘圣卿1 [导读] 本文根据南水北调中线总干渠河北段膨胀土的物理性质和力学特性的试验成果，对膨胀土进行改良试验研究。
鞠向阳1 朱亚飞1 潘圣卿1 1、南水北调中线干线建设管理局河北分局河北石家庄 050035摘要：本文根据南水北调中线总干渠河北段膨胀土的物理性质和力学特性的试验成果，对膨胀土进行改良试验研究。
关键词：膨胀土改良试验1.引言南水北调中线总干渠河北段膨胀土区段总计45.53km，包括强膨胀土、中膨胀土和弱膨胀土，主要分布在磁县、邯郸、沙河、永年、邢台、临城、高邑元氏境内。
由于膨胀土具有湿胀干缩性、崩解性、多裂隙性，所以是影响水利工程、道路及建筑物的一种特殊土质，在实际的工程中有着极大的破坏作用。
为了防止膨胀土对渠道开挖，填筑工程及渠道运营造成危害，针对膨胀土的物理性质和力学特性，为改变其不良工程特性，在工程中常常通过掺入一定比例的结合料，从而改变膨胀土的特性。
2.膨胀土的物理性质膨胀土主要是由强亲水性的黏土矿物组成，其中伊利石、蒙脱石等黏土矿物使膨胀土具有失水收缩，吸水膨胀的特性。
膨胀土吸水产生体积膨胀是由膨胀土中水分子在黏土矿物颗粒周围形成具有一定排列方向的水膜引起的，是自由水渗入矿物颗粒间转化为结合水，随着结合水膜的厚度增加，使土粒间的净距离增加，从而导致土体的膨胀。
在判定某一土样是否为膨胀土时，室内试验一般以自由膨胀率的大小来判别。
在GBJ112《膨胀土地区建筑技术规范》中规定自由膨胀率大于或者等于40%的土，应判定为膨胀土。
表2-1 膨胀土的膨胀潜势分类从非饱和土三轴强度方面分析膨胀土的力学特性，得出的具体结论如下：（1）在净围压一定的情况下，土体的抗剪强度随着含水量的增加而减小。
（2）在膨胀土为非饱和状态过程中，土体的抗剪强度明显增加。
云南省永仁县县城周边地区膨胀土工程特性研究摘要：结合室内实验、现场原位实验结果显示，永仁县后边地区膨胀土的物理力学性质较为离散，土质受到各种因素的影响，如矿物成分、含水率、实验条件等。
永仁县县城周边地区的膨胀土的黏粒含量较小，且多为硬塑-坚硬状，自然状态下抗变形能力不大，当浸水饱和时，承载力急剧下降。
文章主要对云南省永仁县县城周边地区膨胀土工程特性进行研究，为后续膨胀土的合理应用提供参考。
关键词：云南省永仁县膨胀土工程特性膨胀岩土较为特殊，区域性较为明显，主要存在于干旱、半干旱地区。
当岩土体中存在亲水矿物时，会引起岩土体吸水膨胀，一旦失水会出现收缩干裂问题，一旦约束内应力较大时会出现土体变形现象。
由于地理位置、地质条件较为特殊，云南省永仁县城周边地区膨胀土类型较多，分布广泛。
膨胀土会导致周边建筑物出现裂缝、滑坡问题。
因此，为了保障建筑工程安全性，需要通过多样化的理论、方式对膨胀土工程特性进行分析和研究，并结合分析结果采取针对性的处理措施，保障工程施工安全稳定性。
膨胀土会出现重复性膨胀和收缩，致使土体松散，且容易出现不规则裂隙问题，加大膨胀土表面风化几率。
当膨胀土与水介质接触时，会产生相互作用，在土体内形成内应力，导致土体出现膨胀、收缩现象。
当土体处于干燥状态时，会出现膨胀趋势；当土体含水率较高时，会出现收缩趋势。
这种现象引起土体内部裂隙问题，破坏土体整体性，降低土体强度和抗剪强度，甚至形成风化层。
而且该区域的膨胀土含有大量的亲水黏土矿物，一旦遇到水就会发生软化现象，严重降低整体土体强度，形成裂隙，并产生应力集中区，导致结构面裂隙逐渐连接贯通，形成软弱结构面。
一、膨胀土的不同特性分析云南省永仁县城周边地区的膨胀土类型较多，分布广泛。
随着新建筑场地的开发，该区域的膨胀土逐渐被发现。
通过研究，部分岩土工程师认为该地区的膨胀土形成于冰后期【1】。
（一）地质特征该地区的膨胀土主要分布在永仁民族中学和永仁苴却石材民族工艺品厂区域内，周边山前缓坡、山涧沟谷地段也存在一部分。
膨胀土的特性研究及工程治理探讨摘要：本文作者阐述了膨胀土概念及其特性，提出了膨胀土的治理建议，供大家参考借鉴。
关键词：膨胀土；特性；研究；工程治理；探讨1 膨胀土概念及其特性膨胀土是在自然地质过程中形成的一种多裂隙并具有显著胀缩性的地质体，是一种吸水膨胀软化、失水收缩开裂的特种粘性土，并能反复胀缩变形的高塑性粘土；同时具有超固结性和多裂隙性，其矿物成分以强亲水的蒙脱石和伊利石为主。
膨胀土是颗粒高分散、成分以粘土矿物为主、对环境的湿热变化敏感的高塑性粘土。
其主要特征是：①粒度组成中粘粒(<2μｍ)含量大于30%；②粘土矿物成分中，伊利石-蒙脱石等强亲水性矿物占主导地位；③土体湿度增高时，体积膨胀并形成膨胀压力；土体干燥时，体积收缩并形成收缩裂缝；④膨胀、收缩变形可随环境变化往复发生，导致土的强度衰减；⑤属液限大于40%的高塑性土；⑥属固结性粘土。
膨胀土存在着胀缩性、崩解性、多裂隙性、易风化性等特征，按现行公路工程的技术规范，膨胀土不能直接用于路基填筑，若废弃必将导致大量借土及弃土用地的大幅增加，带来工程造价增加及环保方面的许多问题。
为了确保高速公路的修筑质量，解决膨胀土地带路基及边坡的常见病害，必须寻找有效的办法对膨胀土进行处治利用，并建立起有关设计及施工技术的标准和规范。
膨胀土的胀缩特性和自身的粘土矿物成分、离子交换吸附化学作用及含水量等因素息息相关。
其次，强膨胀性土含有较多的粘粒及亲水性较强的蒙脱石或伊利石等粘土矿物成分，在物理化学活性方面表现为具有较强的离子交换吸附作用，其交换阳离子成分主要以Na+，此水化能力较强，具有亲水性和膨胀性。
当阳离子交换量与盐基总量较高时，其亲水性和膨胀性愈强，塑性愈高而强度愈低。
再次，随着含水量的增加，土体体积显著增大，表现出较强的膨胀性。
反之，如果土中含水量减少，土体积也必然随之缩小，即出现收缩现象并产生收缩应力。
另外，当膨胀土处于干燥状态下，具有高的膨胀潜势，反之则低。
·岩土工程·地基基础·文章编号：1009-6825（2012）31-0061-02菱苦土改性膨胀土工程性质的试验研究★收稿日期：2012-09-11★：南京工程学院大学生科技创新项目（项目编号：N20120914）作者简介：崔慧梅（1992-），女，在读本科生；王楷（1991-），男，在读本科生；马尧（1991-），男，在读本科生崔慧梅王楷马尧（南京工程学院，江苏南京210000）摘要：通过对南京地区膨胀土的室内物理力学性质、石灰改性的系列分析，确定了膨胀土的等级、改性后土的胀缩性、强度与剂量的关系及掺入石灰的最佳配比，为膨胀土性质的进一步研究奠定了基础。
关键词：膨胀土，菱苦土，物理力学性质中图分类号：TU443文献标识码：A1概述1．1膨胀土的概述膨胀土是一种在陆地表面分布较为广泛的特殊性黏土，在自然地质过程中形成的一种多裂隙并具有显著胀缩性的地质体，土中粘粒成分主要由亲水性矿物组成，其中包括蒙脱石、伊利石、高岭石等，具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特征的粘性土。
由于它具有显著的胀缩性，常常给膨胀土地区的房屋建设、铁路、公路、机场、水利工程等带来巨大的破坏，给世界各国造成了巨大的经济损失。
因此，为确保路基的稳定性和强度，对膨胀土性质的研究显得尤为重要。
工程上对弱膨胀土用控制含水率和密度的方法，可以部分消除其胀缩性，但对于中强膨胀土用上述方法不能达到消除其胀缩性的目的，必须改性处理。
土质改良的方法有很多，如掺少量的水泥、石灰、粉煤灰等。
本文按照高等级公路路基施工的技术要求，从试验的角度研究了膨胀土用菱苦土改性后的物理力学性质。
1．2菱苦土的简介及反应机理概述菱苦土又名苛性苦土、苦土粉，它的主要成分是氧化镁。
以天然菱镁矿为原料，在800ħ 850ħ温度下煅烧而成，是一种细粉状的气硬性胶结材料。
颜色有纯白，或灰白，或近淡黄色，新鲜材料有闪烁玻璃光泽。
其物理性质为白色轻松粉末，无臭、无味，本品不溶于水和乙醇，熔点2852ħ，沸点3600ħ，有高度耐火绝缘性能。
菱苦土生产量大，价格便宜，运输方便，可以成为改良膨胀土的一种优良材料。
菱苦土的化学成分的含量见表1。
表1菱苦土的化学成分化合物百分含量标准误差主要元素百分含量标准误差MgO 56．800．25Mg 34．260．15CaO20．690．20Ca 14．860．15SiO 217．640．16Si 8．250．08Al 2O 33．290．09Al 1．740．05Fe 2O 30．790．088Fe 0．5560．061K 2O0．2000．010K0．1660．008由表1可知，菱苦土里含量较多的是CaO ，因此反应主要为CaO 与水的反应。
MgO 与水反应很慢，所以对于化学改良膨胀土的作用不是很大，CaO 与水反应的机理如下：CaO 加入土中后，会发生一系列的化学反应和物理化学反应。
这些反应的结果使粘土颗粒的结合水膜减薄，粘土胶粒絮凝，生成晶体氢氧化钙和含水硅铝酸钙等胶结物，这些胶结物逐渐由凝胶状态向晶体状态转化，致使石灰土的刚度不断增大，强度和水稳性不断提高。
2试验方法本次所有试验均按照部颁JTJ 051．93公路土工试验规程和JTJ 07．94公路工程无机结合料稳定土试验规程进行。
土样经过风干、碾、过5mm 圆孔筛，预定掺入菱苦土量为9%，12%和15%。
采用重型击实法测定其不同苦土剂量时的最大干密度和最佳含水量，再根据不同石灰掺量的最佳含水量采用静压法（压实度为95%）制备试样浸润24h ，进行直接剪切试验、无侧限抗压试验。
对不同苦土掺量的界限含水量也进行了试验。
3试验结果分析3．1菱苦土改性膨胀土的界限含水量膨胀土的界限含水量是指黏土颗粒与水相互作用的一种属性。
膨胀土主要由亲水的黏土矿物组成，含有较多的细小黏土颗粒成分，故具有扩散双电层较厚、比表面积大等特点，与一般细粒土相比而言，膨胀土一般具有高液限、高塑性指数的特点。
表2不同掺灰率下的液限与塑限值掺灰率/%液限塑限塑性指数034．41915．4936．120．515．6123721161537．822．215．6从表2可以看出，随着掺灰率的增加，塑限和液限都在提高，但提高的幅度不是很大，影响液限和塑限的主要原因是苦土里面含CaO ，CaO 与水发生化学反应，吸收水分，由于CaO 在苦土里只占百分之二十几，所以在提高液塑限幅度上作用不是很明显。
3．2改性后的膨胀土的强度无侧限抗压试验是在没有围压的情况下测得轴向抗压强度，通过抗压仪器测得研究的土样抗压强度，将其数据绘制成表格和图形。
直接剪切试验是在不同等级的垂直压力下抵抗剪力的强度，将其数据汇成表格和图形。
3．2．1菱苦土改性膨胀土抗剪强度土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，是土的重要力学性质指标之一。
工程中的地基承载力，挡土墙的土压力，土坡稳定等问题都与土的抗剪强度直接相关。
根据库仑定律，土的抗剪强度与剪切面上的法向应力成正比。
其本质是由于土粒之间的滑动摩擦以及凹凸面间的镶嵌作用产生的摩阻力，其大小决定于土粒表面的粗糙度、密实度、土颗粒的大小以及颗粒级配等因素。
粘性土的抗剪强度由两部分组成，一部分是摩擦力，另一部分是土粒之间的粘结力。
·16·第38卷第31期2012年11月山西建筑SHANXI ARCHITECTUREVol．38No．31Nov．2012用库仑定律公式表达为：τ=c +σtg φ。
直接剪切试验是测定土抗剪强度指标的一种常用方法。
通常将同一土样切取不少于四个试样，分别在不同的垂直压力下施加水平剪切力，测得破坏时的切应力，以确定土的内摩擦角和内聚力，为工程实践提供依据。
由表3可以看出各掺灰率下膨胀土在含水率12%，15%的情况下内摩擦角，粘聚力较大，在12%，15%含水率下的抗剪强度较大，在掺灰率增大的情况下，相同含水率下的膨胀土粘聚力下降。
在掺灰率逐渐增大的情况下，同一含水率土样的抗剪强度有降低的趋势，因为在掺灰率增大的情况下，CaO 与水反应，吸收了部分水，虽然CaO 的反应物能够增强土粒之间的粘结力，但是，由于苦土中的CaO 含量并不是很高，所能增加掺合物土的抗剪强度，不足以抵消由于粘粒量减少，掺灰土的内部黏土粘聚力的降低。
苦土中主要是MgO ，其在改良膨胀土中的主要作用是物理改良，MgO 与水缓慢作用，不明显，随着MgO 含量的增加，土样内的粉粒增多，粉粒容易发生滑移，所以强度自然有所降低。
表3各掺灰率下膨胀土的内摩擦角和粘聚力试验组内摩擦角φ粘聚力c 素土含水率9%86．386．81素土含水率12%67．4289．06素土含水率15%82．6320．455素土含水率18%50．293．04素土含水率21%16．879．45掺灰9%含水率9%80．5141．295掺灰9%含水率12%75．4284．435掺灰9%含水率15%56．1276．135掺灰9%含水率18%58．9159．77掺灰9%含水率21%30．391．425掺灰12%含水率9%55．2106．2掺灰12%含水率12%70．4277．05掺灰12%含水率15%57．8134．84掺灰12%含水率18%27．0115．44掺灰12%含水率21%39．0108．05掺灰15%含水率9%75．2132．99掺灰15%含水率12%69．6103．43掺灰15%含水率15%33．1193．01掺灰15%含水率18%44．7130．22掺灰15%含水率21%43．687．733．2．2菱苦土改性膨胀土无侧限抗压强度由图1和表4可知，养护7d 后的试样在掺灰9%的情况下，无侧限抗压强度达到最大，随着掺灰率的提高，无侧限抗压强度反而降低，这是由于高掺灰率的情况下，掺合物与水发生反应，在土样内部产生一定的孔隙，孔隙的产生，降低了土样部分的抗压强度，发生化学反应吸水也使微粒间的粘聚力降低，随着掺灰率的增大，黏土的含量减少，粉粒的含量增大，粉粒间容易产生滑移，从而更容易发生脆性破坏。
从图1中还可以看出，无侧限的峰值主要产生于最优含水率的附近。
图1无侧限抗压强度曲线140012001000800600400200510152025抗压强度含水率素土掺灰率9%掺灰率12%掺灰率15%表4各土样无侧限抗压下的最大强度值掺灰率/%强度/kPa 01045．9791168．50121032．2015999．654结语1）在菱苦土的混合物中，随着掺灰量的增加，液限增加，塑性增加，在菱苦土含量的增加下，自由膨胀率降低，但菱苦土含量达到15%后，基本达到降低膨胀率的要求，在菱苦土含量继续增加的情况下，对膨胀率的降低影响不大。
随着菱苦土含量的增加，最优含水率增大，最大干密度也相应的增加。
2）养护7d 后的试样，在掺灰9%的情况下，无侧限抗压强度峰值达到最高，随着掺灰率的提高，无侧限抗压强度峰值反而降低。
各掺灰率下膨胀土在含水率12%，15%的情况下内摩擦角，粘聚力较大，各不同掺灰含量下的膨胀土在12%，15%含水率下的抗剪强度较大，在掺灰率增大的情况下，相同含水率下的膨胀土粘聚力下降。
3）干湿循环下的抗剪强度：1次循环到5次循环后的各掺灰率下膨胀土的抗剪强度有比较明显的降低，10次、15次、20次循环试验下的抗剪强度基本降低不大，抗剪强度趋于稳定。
4）最优含水率下不同掺灰率的膨胀土，在随着菱苦土含量增加的情况下，压缩指数降低，但降低的不是很明显。
注：指导老师：张德恒。
参考文献：［1］孙树林．废改良土及其环境影响的试验研究［M ］．北京：科学出版社，2003．［2］宋亚．合肥地区膨胀土的石灰改良试验研究［D ］．合肥：合肥工业大学硕士学位论文，2009．［3］JTG E40-2007，公路土工试验规程［S ］．［4］马海龙．土力学［M ］．北京：中国建设出版社，2007．［5］殷宗泽．土工原理［M ］．北京：中国水利水电出版社，2005．［6］梁旭．工业废渣赤泥在公路中的应用技术研究［D ］．重庆：重庆交通大学硕士学位论文，2009．［7］华南理工大学，浙江大学，湖南大学．基础工程［M ］．北京：中国建筑工业出版社，2003．Experimental research on the engineeringproperty with magnesia modified expansive soil ★CUI Hui-meiWANG KaiMA Yao（Nanjing College of Engineering ，Nanjing 210000，China ）Abstract ：Through analyzing indoor physical-mechanical properties and lime modification of expansive soil in Nanjing ，the paper determines the expansive soil grade ，expansion and shrinkage property of modified soil ，relationship of strength and doze ，and optimal mixing proportion of mix-ing lime ，which has laid a foundation for further studying the characteristics of expansive soil．Key words ：expansive soil ，magnesia ，physical-mechanical properties·26·第38卷第31期2012年11月山西建筑。
