路堤填筑膨脹土收縮特性分析★

羅 元 喜

(江蘇省地礦局第二地質大隊，江蘇 常州 213300)

路堤填筑膨脹土收縮特性分析★

羅 元 喜

(江蘇省地礦局第二地質大隊，江蘇 常州 213300)

以原狀膨脹土以及壓實度為90，93和96重塑膨脹土和石灰改性膨脹土為實驗對象，對土樣進行了6次干濕循環(huán)，并開展了收縮試驗，研究結果表明：摻灰對于抑制膨脹土的收縮作用顯著，對于工程應用意義重大，但摻灰對于縮限的改變并不明顯。

膨脹土，收縮變形，干濕循環(huán)，土樣

1 概述

膨脹土是一類結構性不穩(wěn)定的特殊土，也是一類工程性狀獨特的高塑性粘土。膨脹土由于其特殊的成土過程及礦物組成，使其具有區(qū)別于其他土類的獨有工程特性。為此，本文對河南地區(qū)膨脹土的基本物理力學特性進行室內試驗，系統研究區(qū)域性膨脹土的基本工程特性。根據工程項目實際情況，試驗對象主要包括原狀膨脹土、重塑膨脹土和石灰改性膨脹土，試驗內容主要包括大氣長期作用下膨脹土的特性，試驗目的是為大氣作用及不同地下水位影響下膨脹土路堤變形和穩(wěn)定性研究提供基本計算參數。

2 試驗方案

2.1 膨脹土土樣的制備

按規(guī)范要求制備擾動土樣，干燥土樣的加水量按式(1)計算：

(1)

其中，mw為土樣所需加水量，g；m為風干含水率時的土樣質量，g；wh為風干含水率，%；w為土樣所要求的含水率，%。

用噴霧方法加入預計水量，充分攪拌；在密閉容器中，均勻濕化一晝夜備用。

本次試驗對象包括原狀土樣，擾動素土以及石灰改性土樣。為考慮不同填筑含水率及石灰改性對膨脹土性質的影響，通過擊實試驗確定的素土含水率包括18.1%，21.1%，試驗土樣壓實度包括90，93和96；石灰土含水率包括16.8%及19.8%，試驗土樣壓實度為90，93和96；試驗采用61.8 mm的環(huán)刀樣。

2.2 干濕循環(huán)過程

根據實際工況，本次干濕循環(huán)過程對于素土樣的含水率變化幅度為最優(yōu)含水率±5%，原狀土和灰土的含水率變化幅度為干至最優(yōu)含水率減10%，濕至真空飽和含水率。根據重量計算需要脫(加)濕的含水率，脫濕在恒溫恒濕箱中進行(溫度35 ℃)，而后分別在恒溫恒濕箱內或飽和缸內飽和吸濕至預定含水率，然后放置保濕缸內養(yǎng)護一晝夜，此為一次干濕循環(huán)。本次試驗灰土共進行6次干濕循環(huán)。具體增、脫濕過程如圖1所示。

表1 收縮變形試驗結果

試樣名稱干濕循環(huán)次數體縮率/%線縮率/%縮限/%原狀土原狀?1119．945．611．5原狀?2220．665．510．5素土壓實度90，含水率18．1%119．506．39．8壓實度90，含水率18．1%219．125．810．1壓實度93，含水率18．1%118．896．910．0壓實度93，含水率18．1%218．425．910．8壓實度96，含水率18．1%118．697．59．6壓實度96，含水率18．1%218．306．710．1壓實度90，含水率21．1%118．796．89．8壓實度90，含水率21．1%219．246．79．5壓實度93，含水率21．1%119．117．210．1壓實度93，含水率21．1%220．736．310．2壓實度96，含水率21．1%118．886．39．2壓實度96，含水率21．1%219．106．69．2灰土壓實度90，含水率16．8%67．642．111．3壓實度93，含水率16．8%67．822．29．7壓實度96，含水率16．8%66．591．810．6壓實度90，含水率19．8%66．932．310．5壓實度93，含水率19．8%66．642．410．0壓實度96，含水率19．8%66．712．19．8

2.3 收縮試驗

土的收縮是濕土變干時由含水率減少所引起的。這時包圍著

土粒的薄膜水厚度變薄，土粒在分子吸引力的作用下，互相移近，土的體積因而減小。反映土的收縮性質的指標有：縮限和體積收縮。必須注意的是，在收縮過程中，可能因土體收縮不一致而產生不均勻應力，導致土體產生裂縫。有了裂縫的土體，其強度會顯著降低，透水性會顯著增大。因此用土修筑路堤時，應考慮到裂縫的不利影響和采取必要的防裂措施。

試驗儀器及方法。

1)試驗儀器。本次試驗采用南京寧曦土壤儀器有限公司生產的WZ-2型收縮儀。

2)試驗步驟。在室溫25 ℃～30 ℃條件下進行收縮試驗。百分表讀數間隔1 h～4 h，稱重準確至0.1 g。兩天后，每隔6 h～24 h測記百分表讀數，并稱質量，至兩次百分表讀數不變。試驗結束，烘干試樣，稱干土質量。試驗程序參考土工試驗規(guī)范。

3 試驗結果

膨脹土部分收縮試驗結果見圖2～圖5。

從表1中可以看出，灰土的體縮率較原狀土和素土大幅度減小，摻灰前后體縮率分別約為20%和7%，最大的線縮率也由6%左右降至2%左右。這說明摻灰對于抑制膨脹土的收縮作用顯著，對于工程應用意義重大，但摻灰對于縮限的改變并不明顯。

4 結語

以原狀膨脹土，以及壓實度為90，93和96重塑膨脹土和石灰改性膨脹土為實驗對象，對土樣進行6次干濕循環(huán)，開展收縮試驗。研究結果表明：摻灰對于抑制膨脹土的收縮作用顯著，對于工程應用意義重大，但摻灰對于縮限的改變并不明顯。

On analysis of shrinkage feature of expansive soil of embankment filling★

Luo Yuanxi

(No.2GeologicalBrigade,JiangsuGeologicalandMineralBureau,Changzhou213300,China)

Taking undisturbed expansive soil, remolded concrete and improved expensive soil with lime whose compactions are 90, 93, and 96, as the experiment objects, the paper undertakes the shrinkage tests and 6 dry-wet cycles of the soil samples, and proves by the research results that the lime mixture has obvious role of restraining the shrinkage of the expansive soil, so it is meaningful for its engineering application, though it has unobvious change for the shrinkage limit.

expansive soil, shrinkage deformation, dry-wet cycle, soil sample

2015-02-06★：江蘇省地質礦產局科研項目(項目編號：2014-ky-4)

羅元喜(1980- )，男，工程師

1009-6825(2015)11-0039-02

TU443

A