硫酸鹽環(huán)境中塑性指數(shù)對(duì)灰土強(qiáng)度的影響研究★

應(yīng) 賽

(長(zhǎng)江師范學(xué)院土木建筑工程學(xué)院，重慶 408100)

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·巖土工程·地基基礎(chǔ)·

硫酸鹽環(huán)境中塑性指數(shù)對(duì)灰土強(qiáng)度的影響研究★

應(yīng) 賽

(長(zhǎng)江師范學(xué)院土木建筑工程學(xué)院，重慶 408100)

通過(guò)一系列無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，研究了不同含鹽量下土料Ip對(duì)二八灰土強(qiáng)度的影響規(guī)律，結(jié)果表明，試樣強(qiáng)度隨著土料Ip值的增大而增大，且呈先慢后快的增大趨勢(shì)，試樣強(qiáng)度隨著含鹽量的增大而減小，土體Ip越大，土體強(qiáng)度受含鹽量影響也越大。

灰土，塑性指數(shù)，硫酸鹽漬土，抗壓強(qiáng)度

石灰可作為固化劑直接與土拌和，制成二八灰土，灰土工藝簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，養(yǎng)護(hù)后具有一定強(qiáng)度和隔水能力，廣泛用于處置不良地基土，提高地基、路基承載力，在西北地區(qū)處理濕陷性黃土和鹽漬土具有良好效果[1]。土體塑性指數(shù)反映了土體可塑性的大小，且與土中粘粒含量成正相關(guān)關(guān)系[2]，粘粒含量越多，土體的比表面積越大，物理化學(xué)性質(zhì)越活躍，對(duì)土體的強(qiáng)度和變形特性有很大影響[3]，所以塑性指數(shù)是土體重要的物理狀態(tài)指標(biāo)，本文針對(duì)硫酸鹽環(huán)境中土料塑性指數(shù)對(duì)二八灰土強(qiáng)度特性影響規(guī)律進(jìn)行了試驗(yàn)研究，以期為硫酸鹽漬土地區(qū)地基、路基的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)簡(jiǎn)介

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)中用的土料取自蘭州理工大學(xué)西校區(qū)附近黃土，石灰采用消石灰粉，屬于鈣質(zhì)優(yōu)等品。

1.2 試驗(yàn)內(nèi)容與條件

本試驗(yàn)土料選取三種黃土，Ip值分別為5.3，8.1，9.9，石灰與土料按2∶8(體積比)的比例拌和均勻，根據(jù)GB/T 50123—1999土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[4]在最優(yōu)含水量下制備試樣，試樣為圓柱體，底面直徑61.8 mm，高125 mm，試樣制備完成后，將試樣放置在含水量為6%左右的黃土中養(yǎng)護(hù)10周，然后取出浸泡在含鹽量分別為0%，1%，3%，6%，9%，12%的飽和鹽漬土中(含水量約為34%)，3周后取出進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

表1匯總了不同土料拌制的二八灰土在各環(huán)境土含鹽量下的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值，將二八灰土強(qiáng)度—土料Ip值關(guān)系曲線和二八灰土強(qiáng)度—環(huán)境土含鹽量關(guān)系曲線分別繪于圖1，圖2。

圖1表明，試樣強(qiáng)度隨著土料Ip值的增大而增大，且增大的趨勢(shì)先慢后快，Ip在5.3～8.1區(qū)間，試樣強(qiáng)度增速較慢，Ip在8.1～9.9區(qū)間，試樣強(qiáng)度增速較快。土體塑性指數(shù)越大，說(shuō)明土體中粘粒含量越多，土體的粘聚力也越大，強(qiáng)度越高，而且土體中粘粒含量越多，說(shuō)明土體中的活性成分越多，土顆粒的比表面積越大，從而摻入石灰與土體的相互作用越強(qiáng)烈，增強(qiáng)了石灰與土的離子交換作用與固結(jié)作用，提高了土體強(qiáng)度。圖2表明，隨著含鹽量的增大，試樣強(qiáng)度不斷減小，這是由于試樣的含水量較低，浸泡在飽和硫酸鹽漬土過(guò)程中，鹽溶液不斷進(jìn)入試樣內(nèi)部，在這個(gè)過(guò)程中，試樣不斷吸水，硫酸鈉不斷從鹽溶液中結(jié)晶析出，固相體積增大到原來(lái)的3倍以上，從而在試樣內(nèi)部產(chǎn)生巨大的膨脹力，該膨脹力會(huì)使土體的結(jié)構(gòu)破壞，以致試樣的強(qiáng)度顯著降低[5]。從圖2可以看出，二八灰土強(qiáng)度與環(huán)境土含鹽量滿足直線關(guān)系：y=ax+b，將圖2數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合可以得到，當(dāng)土體Ip=5.3時(shí)，二八灰土強(qiáng)度與環(huán)境土含鹽量滿足直線關(guān)系y=-16.365 4x+444.387 9，相關(guān)系數(shù)R2=0.921 1，當(dāng)土體Ip=8.1時(shí)，二八灰土強(qiáng)度與環(huán)境土含鹽量滿足直線關(guān)系y=-18.514 3x+486.657 1，相關(guān)系數(shù)R2=0.914 8，當(dāng)土體Ip=9.9時(shí)，二八灰土強(qiáng)度與環(huán)境土含鹽量滿足直線關(guān)系y=-27.606 0x+687.297 7，相關(guān)系數(shù)R2=0.944 9，可以看出，隨著Ip增大，擬合曲線方程中a值不斷減小，b值不斷增大，說(shuō)明當(dāng)Ip越大，土體強(qiáng)度越高，但受含鹽量影響也越大。

表1 不同土料配制的二八灰土強(qiáng)度值 kPa

3 結(jié)語(yǔ)

試樣強(qiáng)度隨著土料Ip值的增大而增大，且增大的趨勢(shì)先慢后快，試樣強(qiáng)度隨著含鹽量的增大而減小，且滿足直線關(guān)系：y=ax+b，隨著Ip增大，a值不斷減小，b值不斷增大，說(shuō)明當(dāng)Ip越大，土體強(qiáng)度越高，但受含鹽量影響也越大。

[1] 應(yīng) 賽.硫酸鹽環(huán)境下兩類灰土強(qiáng)度特性研究[D].蘭州：蘭州理工大學(xué),2014.

[2] 吳 宏,劉銀寶.土的分類中塑性指數(shù)與黏粒含量的關(guān)系[J].中國(guó)市政工程,2008(1):62-63.

[3] 陳鐵林,周 成,沈珠江.粘土變形特性分析[J].巖土力學(xué),2004,25(4):522-528.

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

[5] 孫華銀,應(yīng) 賽,李滟浩,等.硫酸鹽環(huán)境中二八灰土強(qiáng)度影響因素研究[J].甘肅科學(xué)學(xué)報(bào),2015,27(5):76-79.

Research on effect of plasticity index on strength of lime-loess in saline soil environment★

Ying Sai

(SchoolofCivilandArchitecturalEngineeringofYangtzeNormalUniversity,Chongqing408100,China)

Through a series of unconfined compressive strength tests, the effect rule of soilIpon 2∶8 lime-loess strength in different salt contents was studied. The test results show that the 2∶8 lime-loess strength increases with the increase of soilIp, and the growth appears first quick back slow trend, the 2∶8 lime-loess strength decreases with the increase of salt content, the strength of soil with largerIpis more sensitive to salt content.

lime-loess, plasticity index, sulphate saline soil, compression strength

1009-6825(2016)28-0063-02

2016-07-24 ★ :長(zhǎng)江師范學(xué)院校級(jí)科研項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2014QN034)

應(yīng) 賽(1989- )，男，碩士，助教

TU435

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