幾種摻合劑對(duì)網(wǎng)紋紅土填料改良性能試驗(yàn)研究

陳霞追

1 前言

網(wǎng)紋紅土因其紅色粘土層內(nèi)含有網(wǎng)紋狀、管狀、蠕蟲狀淺色斑點(diǎn)而得名，在我國南方許多省份均有分布，特別是在湖南發(fā)育最完整，分布最廣。當(dāng)把網(wǎng)紋紅土作為地基處理的基層填筑材料，如建設(shè)項(xiàng)目對(duì)地基承載能力和沉降變形要求較高，而網(wǎng)紋紅土具有較高液限甚或有時(shí)具有弱膨脹性時(shí)，須在填料中加入合適的摻合劑以改善其性能。通常通過摻入石灰、水泥、粉煤灰等摻合劑材料以提高土體的工程性能，改良方法的可行性選擇則應(yīng)通過相關(guān)試驗(yàn)來進(jìn)行分析論證，本文重點(diǎn)對(duì)網(wǎng)紋紅土改良前后的液限、擊實(shí)性能、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度等物理力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行了試驗(yàn)分析論證。

2 改良土試驗(yàn)

本試驗(yàn)用網(wǎng)紋紅土原土取自洞庭湖區(qū)常德電廠附近的土料場(chǎng)，其顆粒組成主要為細(xì)粒級(jí)，粉粒及粘粒含量占到98%以上，具較高液限，呈酸性，作為地基填料加以改良，以期能得到更好的性能指標(biāo)，以滿足工程技術(shù)要求。試驗(yàn)用摻合劑采用了三種：石灰、水泥（普通硅酸鹽P.O.42.5）、粉煤灰。

按工程設(shè)計(jì)要求，分別采用不同的摻入比，將摻合劑拌入網(wǎng)紋黏土中混合均勻后，按規(guī)程要求制樣試驗(yàn)，得到成果指標(biāo)如表1。

表1 改良土試驗(yàn)成果指標(biāo)

3 試驗(yàn)成果分析

3.1 改良土液限與摻合量比較分析

摻合劑拌入填土后，吸收填料中的水份并產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，改變填料的界限含水率，降低液限指標(biāo)。但不同的摻合劑以及不同的慘入比能起到的作用也不同，根據(jù)表1繪制填料液限與摻合量關(guān)系曲線如圖1。

圖1 摻合料液限與摻合量關(guān)系曲線

圖2 最大干密度與摻合量關(guān)系曲線

從圖1可看出三種摻合劑都能改善填料的液限指標(biāo)，能降低液限指標(biāo)達(dá)17～20%，效果較好。但隨著摻入量的增大，粉煤灰摻料能較持續(xù)降低填料液限，而水泥及石灰摻料有一個(gè)合適的摻入劑量（約8～10%），低于此劑量改善液限作用明顯，高于此劑量則改善作用降低，石灰摻量高于10%時(shí)摻合料液限甚至有所回升。

3.2 摻合劑對(duì)改良土擊實(shí)性能指標(biāo)影響分析

不同的摻合劑及其摻量對(duì)網(wǎng)紋土填料的擊實(shí)性能影響也不相同，根據(jù)表1繪制填料最大干密度與摻合量關(guān)系曲線如圖2。

結(jié)合成果表及關(guān)系曲線圖可分析得出三種摻合劑對(duì)網(wǎng)紋紅土的擊實(shí)性能指標(biāo)改變不是很明顯，但表現(xiàn)各有差異，摻水泥的填料最大干密度有所增加，并隨著摻量的增加而增長；摻石灰的填料最大干密度反而有所減小，并隨著摻量的增加而降低；摻粉煤灰的填料隨著摻量的增加，最大干密度指標(biāo)先是增加，之后又開始降低。

3.3 摻合劑對(duì)改良土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度作用分析

本次試驗(yàn)依據(jù)擊實(shí)指標(biāo)最佳狀態(tài)制備試件，并在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)7天后進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度測(cè)試，由成果表1繪制填料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與摻合量關(guān)系曲線如圖3。

由圖3可分析得出摻合劑及其摻入量對(duì)網(wǎng)紋紅土填料的影響明顯，石灰及水泥摻料的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度相比網(wǎng)紋原土的強(qiáng)度有了較大增長，并隨著摻入量的增加（限于試驗(yàn)頻率，最大摻入量不超過12%）而上升，強(qiáng)度最大增長率相比原土達(dá)95%；而粉煤灰摻料隨著摻入量的增加，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度指標(biāo)先是增加，但存在最佳摻入量，在該摻入量處粉煤灰摻料土的強(qiáng)度最大，之后又開始降低。

圖3 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與摻合量關(guān)系曲線

4 結(jié)論

通過本次試驗(yàn)，分析論證了石灰、水泥、粉煤灰三種摻合劑對(duì)網(wǎng)紋紅土填料改良的性能影響，得出如下結(jié)論：

（1）三種摻合劑都能較好地降低填料的液限指標(biāo)，但隨著摻入量的增大，水泥及石灰摻料有一最佳摻入劑量，低于此劑量改善液限作用明顯，高于此劑量則改善作用降低。

（2）三種摻合劑對(duì)網(wǎng)紋紅土的擊實(shí)性能指標(biāo)改變不是很明顯，且表現(xiàn)有差異。

（3）摻合劑及其摻入量對(duì)網(wǎng)紋紅土填料強(qiáng)度的影響作用明顯，石灰及水泥摻料的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著摻入量的增加而增長，粉煤灰摻料存在一最佳摻入量，在該摻入量處粉煤灰摻料土的強(qiáng)度最大，之后強(qiáng)度隨著摻入量的增加而降低。