干濕循環(huán)下磷石膏穩(wěn)定紅黏土強(qiáng)度及水穩(wěn)特性研究

摘要：針對(duì)紅黏土路基在干濕循環(huán)運(yùn)營過程中出現(xiàn)的問題以及磷石膏固廢資源浪費(fèi)和污染的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)配合比為石灰∶磷石膏∶紅黏土=8∶46∶46，外加劑OTS-02型摻量10%，在最佳含水率下制備壓實(shí)度90%、93%和96%的混合料試件，在干濕循環(huán)下開展石灰磷石膏穩(wěn)定紅黏土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、三軸試驗(yàn)及水穩(wěn)試驗(yàn)。結(jié)果表明：無側(cè)限抗壓強(qiáng)度在前2～3次干濕循環(huán)次數(shù)下衰減最快，之后緩慢衰減并趨于穩(wěn)定。摻有10% OTS-02型外加劑混合料的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度明顯比未摻外加劑的大，且隨著循環(huán)次數(shù)的增大，差值越來越小。無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨齡期的增加而增大，養(yǎng)護(hù)7 d的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到28 d的80%以上?；旌狭系膬?nèi)摩擦角隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加緩慢減小，黏聚力隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加顯著減小。未摻外加劑的混合料水穩(wěn)性極差，摻10% OTS-02型外加劑后水穩(wěn)性能顯著提高，且水穩(wěn)系數(shù)隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加而降低。

關(guān)鍵詞：干濕循環(huán)；紅黏土；磷石膏；強(qiáng)度特性；水穩(wěn)特性

中圖分類號(hào)：TU446;TU435文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A貴州省境內(nèi)碳酸鹽巖分布地區(qū)的地表普遍分布著殘積紅黏土，覆蓋厚度一般5～7 m，最厚可達(dá)20 m以上，是一種典型的特殊性黏土，具有高天然含水量、高液限等不良物理性質(zhì)，用于路基填筑時(shí)體現(xiàn)壓實(shí)困難、干縮開裂、水穩(wěn)定性差等特點(diǎn)［1-2］。路基直接裸露在大氣環(huán)境中，受到大氣降水和陽光的照射作用，反復(fù)干濕循環(huán)導(dǎo)致路基土吸水膨脹和失水收縮，路基下沉。磷石膏作為一種化工副產(chǎn)品，每生產(chǎn)1 t磷胺就要排出5 t左右的磷石膏。以貴州每年生產(chǎn)100萬t的產(chǎn)量計(jì)算，排放磷石膏每年均為500萬t左右。到目前為止，磷石膏處理方法多采用陸地堆放和江、湖、海填埋，這些方法既侵占土地又破壞植被，而且酸性廢水的滲漏和部分放射性元素又給人類的生存造成污染，危害人類的健康［3］。針對(duì)紅黏土路基在干濕循環(huán)運(yùn)營過程中出現(xiàn)的問題以及磷石膏固廢資源的浪費(fèi)和污染現(xiàn)象，開展干濕循環(huán)下石灰磷石膏穩(wěn)定紅黏土強(qiáng)度及水穩(wěn)特性研究具有重要的學(xué)術(shù)意義和工程實(shí)用價(jià)值。

關(guān)于紅黏土的改良技術(shù)，國內(nèi)外開展了大量研究，基本的方法是采用石灰、水泥、砂、聚合物、纖維等常見的化學(xué)改良、物理改良手段［4-7］。磷石膏穩(wěn)定土強(qiáng)度來源主要是由水泥/石灰發(fā)生水化反應(yīng)形成強(qiáng)度骨架以及磷石膏與水化產(chǎn)物反應(yīng)生成的鈣礬石提供，最終在加固體內(nèi)形成三維的網(wǎng)絡(luò)狀膠結(jié)。徐雪源等［8］探討磷石膏、粉煤灰、石灰、黏土混合料作為基層材料的干縮特性，認(rèn)為從干縮特性這個(gè)角度來看這種混合料摻入石膏作為路面基層材料是可行的，并提出磷石膏-粉煤灰-石灰-黏土混合料的最佳配合比（磷石膏∶粉煤灰∶石灰∶黏土）為15∶20∶6∶59和15∶25∶8∶52。丁建文等［9-10］和俞同德［11］研究發(fā)現(xiàn)磷石膏可與石灰配合用于穩(wěn)定土，但磷石膏用量過大會(huì)在富水環(huán)境下出現(xiàn)吸水膨脹，引發(fā)路基病害，在使用過程中應(yīng)合理控制磷石膏劑量?？烁吖龋?2］通過室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)試了改性磷石膏廢料的承載比、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、水穩(wěn)定性、干濕循環(huán)特性和膨脹性，結(jié)果表明，改性磷石膏廢料的強(qiáng)度、水穩(wěn)定性、膨脹性滿足公路工程路基填料的要求。彭波等［13］采用磷石膏與石灰、水泥綜合穩(wěn)定路基土，分別對(duì)石灰磷石膏穩(wěn)定土與水泥磷石膏穩(wěn)定土進(jìn)行CBR試驗(yàn)、抗壓回彈模量試驗(yàn)和7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，確定了磷石膏綜合穩(wěn)定路基土的推薦配合比。

上述研究表明，紅黏土的常規(guī)改良技術(shù)和磷石膏在道路工程中的理論研究與應(yīng)用已經(jīng)取得了一些成果，但是針對(duì)干濕循環(huán)下磷石膏穩(wěn)定紅黏土的基礎(chǔ)理論成果缺乏。因此，本文通過室內(nèi)試驗(yàn)開展了磷石膏穩(wěn)定紅黏土力學(xué)性能的研究，對(duì)干濕循環(huán)下石灰磷石膏穩(wěn)定紅黏土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、三軸試驗(yàn)、水穩(wěn)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了分析。

1原材料性能

紅黏土取自福泉牛場(chǎng)至道坪公路改擴(kuò)建工程K14+000—K16+000處，取土深度約為1.5 m，黃褐色，其基本物理指標(biāo)見表1。磷石膏來源于貴州省福泉市甕福磷礦堆場(chǎng)，灰白色，其基本物理指標(biāo)見表2。石灰為白色粉末狀，干燥，無結(jié)塊，其基本化學(xué)指標(biāo)見表3。OTS-02型外加劑由佛山市藍(lán)葉環(huán)保科技有限公司生產(chǎn)，灰色粉末狀，微弱氣味，無毒、不燃不爆，產(chǎn)品檢出的重金屬浸出液中危害成分（銅、鉛、鎘、鉻、鋅、鎳、砷、汞）符合土壤外加劑技術(shù)要求，如表4所示。

2試驗(yàn)方案

2.1試樣制備

《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》［14］（JTG/T F20—2015）對(duì)石灰穩(wěn)定材料的石灰劑量的規(guī)定為不低于10%。胡文華等［15］用石灰對(duì)江西高速公路紅黏土進(jìn)行改良，得到石灰摻量在5%～10%時(shí)改良效果最佳。張英富等［16］對(duì)石膏粉煤灰和石灰結(jié)合料進(jìn)行研究，得到石灰摻量在6%～8%時(shí)強(qiáng)度最優(yōu)，可作路面底基層材料。楊和平等［17］利用生石灰改良高液限土，結(jié)果表明：石灰摻量在4%～6%時(shí)，高液限土路用性能良好，可滿足公路路基填料要求。因此，本文將石灰的摻量定為8%，按照磷石膏與土的質(zhì)量比為1∶1進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。外加劑選用OTS-02型，摻量10%?；旌狭吓浜媳仍O(shè)計(jì)見表5。試樣制備過程：把紅黏土與磷石膏風(fēng)干，粉碎后過2 mm孔徑篩。根據(jù)設(shè)計(jì)配合比和壓實(shí)度要求，稱量相應(yīng)質(zhì)量石灰、磷石膏、紅黏土，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠹尤胂鄳?yīng)質(zhì)量的水，悶料24 h，進(jìn)行含水率測(cè)定。當(dāng)目標(biāo)含水率與實(shí)際含水率差值小于±1％方可進(jìn)行試樣制備。采用靜壓法制樣，制樣時(shí)在模具內(nèi)壁涂上適量凡士林，底部墊一層濾紙，混合料分3次進(jìn)行壓實(shí)，每2次之間需刮毛處理，混合料全部倒入模具時(shí)需靜壓1 min，最后進(jìn)行脫模。無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試樣尺寸為50 mm×50 mm（直徑×高）。三軸試樣尺寸為39.1 mm×80 mm（直徑×高）。摻入OTS-02型外加劑的試樣制作只需在拌料時(shí)加入相應(yīng)質(zhì)量的外加劑即可。試樣制完后放入濕度≥95%、溫度（20±2） ℃養(yǎng)護(hù)箱中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)試樣需養(yǎng)護(hù)7、14、28 d。三軸試驗(yàn)試樣養(yǎng)護(hù)7 d，水穩(wěn)試驗(yàn)試樣養(yǎng)護(hù)6 d后泡水24 h再進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

2.2試驗(yàn)方法

2.2.1干濕循環(huán)試驗(yàn)方法

課題組對(duì)某邊坡含水率進(jìn)行了為期1年的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，以部分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)繪制Ⅰ-Ⅰ剖面深度-含水率關(guān)系曲線，如圖1所示。由圖1可知，邊坡含水率為25%～50%。陳南等［18］對(duì)貴州余凱高速及凱羊高速6個(gè)標(biāo)段共33處邊坡含水率開展測(cè)試，邊坡含水率為16%～45%。因此，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、研究成果［19-20］，綜合考慮極端氣候，確定含水率干濕循環(huán)幅度為15%～50%。

干濕循環(huán)試驗(yàn)方法如圖2所示。（a）坡腳（b） 坡中（c） 坡肩

傳統(tǒng)的加濕方式有浸泡加濕與灑水加濕。這2種加濕效果雖然明顯，但不好控制加濕后的質(zhì)量，而且還會(huì)對(duì)試樣造成一定的損壞。本試驗(yàn)采用加濕器（圖3）加濕。雖然加濕器的加濕效果相對(duì)緩慢，但加濕后試樣的質(zhì)量容易控制，實(shí)驗(yàn)精度比較高。為了增強(qiáng)加濕效果，將試樣放入定制的帶蓋容器，密封好容器后進(jìn)行加濕。加濕過程中嚴(yán)格控制試樣質(zhì)量，每隔一段時(shí)間取出試樣稱重，若達(dá)到目標(biāo)含水率即停止加濕，靜置24 h，水分充分均勻后進(jìn)行脫濕。脫濕過程中，每隔一段時(shí)間對(duì)35 ℃烘箱中的試樣進(jìn)行稱重，質(zhì)量與初始質(zhì)量誤差在±2％以內(nèi)即停止脫濕。脫濕到最低含水率后再加濕至初始含水率，然后再燜料24 h完成一次干濕循環(huán)過程。依此方法完成5次干濕循環(huán)過程。

2.2.2無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

試樣養(yǎng)護(hù)7 d、14 d、28 d后取出，進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。調(diào)整無側(cè)限儀承載板至水平，查看測(cè)力環(huán)內(nèi)百分表讀數(shù)是否為0。若不為0，上下移動(dòng)百分表使百分表讀數(shù)為0，固定并插上無側(cè)限儀電源，打開升降臺(tái)下降按鈕，待兩承載板間距離大于試樣高度，停止下降。把無側(cè)限儀平放在承載板正中央，開啟無側(cè)限儀上升按鈕，上升過程觀察百分表讀數(shù)變化，待讀數(shù)達(dá)到最大值時(shí)停止上升并記錄讀數(shù)，開啟無側(cè)限儀下降按鈕，取出試驗(yàn)后的無側(cè)限試樣。

2.2.3三軸試驗(yàn)

試樣在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)7 d后用橡膠膜裹住，其兩端各墊上一層濾紙與透水石，并固定在壓力室底座上，用彈性較好的橡皮筋密封上下兩頭，防止水進(jìn)入試樣內(nèi)部。蓋緊壓力室外殼，擰緊螺絲，壓力室內(nèi)絕對(duì)密封。打開閥門，水注滿壓力室后關(guān)閉閥門，并查看壓力室是否漏水。啟動(dòng)上升按鈕，使壓力室平臺(tái)上升至壓力室上部自由端與儀器上部反力裝置接觸。在控制軟件上對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行清零后開始試驗(yàn)。通過電腦控制系統(tǒng)加載相應(yīng)的圍壓并固定圍壓值，試驗(yàn)圍壓為50、100、150 kPa。當(dāng)試樣破壞后，位移達(dá)到設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)便可停止試驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，排空壓力室的水，下降壓力室至初始位置，將試樣移除后可進(jìn)行下一組試驗(yàn)。

2.2.4水穩(wěn)試驗(yàn)

試樣養(yǎng)護(hù)6 d后，取出一組壓實(shí)度為90%、93%、96%試樣進(jìn)行水穩(wěn)試驗(yàn)。試樣放入杯中，緩慢向杯中注水，待完全浸沒入水中開始計(jì)時(shí)。每隔一段時(shí)間進(jìn)行觀察，24 h后取出進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。然后用這一組試樣摻入10% OTS-02外加劑進(jìn)行0～5次干濕循環(huán)，再在燒杯中浸水24 h后取出進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。水穩(wěn)系數(shù)為試樣干濕循環(huán)后浸水24 h的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與未經(jīng)干濕循環(huán)、未浸泡試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度比值，即：

K=pn／p0

式中：K為水穩(wěn)系數(shù)；pn為養(yǎng)護(hù)6 d的試樣經(jīng)歷n次干濕循環(huán)后浸水24 h的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，MPa；p0為養(yǎng)護(hù)7 d，未經(jīng)干濕循環(huán)、未浸泡處理試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，MPa。

3結(jié)果分析

3.1無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

圖4是不同壓實(shí)度下，摻外加劑和未摻外加劑的混合料在不同齡期下，其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨干濕循環(huán)次數(shù)變化的關(guān)系曲線。由圖4可知：摻有10% OTS-02型外加劑混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度明顯比未摻外加劑混合料強(qiáng)度大，但隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增大，差值越來越小。以標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)14 d，90%、93%、96%壓實(shí)度的試樣為例，不加OTS-02型外加劑試樣初始強(qiáng)度分別為1.07、1.17、1.50 MPa，而加OTS-02型外加劑時(shí)，試樣強(qiáng)度分別為 2.22、2.75、3.11 MPa，強(qiáng)度約增加一倍。這是由于外加劑和土壤中的物質(zhì)發(fā)生復(fù)雜改性反應(yīng)，產(chǎn)生的共聚物分子膠狀黏粒和土粒結(jié)合起來，在土壤微粒間產(chǎn)生多維骨架結(jié)構(gòu)，使土壤永久固化。固化劑中的活性成分與土壤顆粒發(fā)生反應(yīng)，將土壤中的層狀結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為礦物晶格結(jié)構(gòu)，土體力學(xué)性能大幅提高。

混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度在前2～3次干濕循環(huán)過程中衰減幅度最大，之后衰減緩慢，最后趨于穩(wěn)定。干濕循環(huán)對(duì)摻有10% OTS-02型外加劑混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的衰減影響更顯著。以14 d齡期無側(cè)限抗壓試驗(yàn)為例，90%、93%、96%不加外加劑試樣，經(jīng)過3次干濕循環(huán)后試樣強(qiáng)度分別下降了0.41、0.47、0.70 MPa，后2次干濕循環(huán)試樣強(qiáng)度分別下降了 0.15、0.17、0.20 MPa；而90%、93%、96%加OTS-02外加劑試樣，經(jīng)過3次干濕循環(huán)后試樣強(qiáng)度分別下降了1.42、1.82、1.91 MPa，后2次干濕循環(huán)試樣強(qiáng)度分別下降了0.26、0.37、0.56 MPa。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是，在經(jīng)歷初次干濕交替后，試樣內(nèi)部即開始產(chǎn)生大量的微裂縫，造成土顆粒間的黏結(jié)作用變?nèi)?。土團(tuán)粒分散成小的土顆粒，孔隙率增加，顆粒間的間距變大，故在外荷載作用下，土體抵抗變形的能力迅速降低。在經(jīng)歷多次干濕循環(huán)后，土體的微裂縫數(shù)量、孔隙率大小及土顆粒間的間距已基本達(dá)到穩(wěn)定，內(nèi)部微觀顆粒結(jié)構(gòu)達(dá)到了新的平衡狀態(tài)，此時(shí)土體的強(qiáng)度趨于穩(wěn)定。

圖5和圖6分別是不同壓實(shí)度下未摻外加劑和摻外加劑的混合料在不同干濕循環(huán)次數(shù)下，其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨齡期變化的關(guān)系圖。從圖5和圖6可知，混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加而增長(zhǎng)，養(yǎng)護(hù)7 d的強(qiáng)度達(dá)到養(yǎng)護(hù)28 d強(qiáng)度的80%以上。圖5（a）與圖6（a）顯示：在0次干濕循環(huán)下，未摻外加劑混合料7 d養(yǎng)護(hù)齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為1.02 MPa，養(yǎng)護(hù)28 d強(qiáng)度為1.22 MPa，7 d養(yǎng)護(hù)齡期試樣強(qiáng)度達(dá)28 d強(qiáng)度的83.6%；摻OTS-02型外加劑混合料養(yǎng)護(hù)7 d后強(qiáng)度為2.11 MPa，養(yǎng)護(hù)28 d強(qiáng)度為2.34 MPa，7 d養(yǎng)護(hù)齡期試樣強(qiáng)度達(dá)28 d的90.2%。這說明石灰的水化作用主要在前7 d完成，由于水化反應(yīng)生成的水化硅酸鈣具有膠結(jié)作用，與周圍的小顆粒形成較大的粒團(tuán)，粒團(tuán)之間的相互連接形成骨架，骨架在前7 d已經(jīng)基本成型。

3.2三軸試驗(yàn)結(jié)果

圖7是不同壓實(shí)度下未摻外加劑和摻外加劑的混合料的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)隨干濕循環(huán)次數(shù)變化的關(guān)系圖。由圖7（a）可知，內(nèi)摩擦角隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加緩慢減小。以93%壓實(shí)度為例，經(jīng)過5次干濕循環(huán)后，摻外加劑試樣內(nèi)摩擦角減小了2.29°，未摻外加劑試樣內(nèi)摩擦角減小了1.22°。從圖7（b）可知，黏聚力隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加顯著減小。以96%壓實(shí)度為例，經(jīng)過5次干濕循環(huán)后，摻加OTS-02型外加劑黏聚力由207.46 kPa減小到56.22 kPa，未摻外加劑的混合料黏聚力由155.22 kPa減小到41.13 kPa。

3.3水穩(wěn)性試驗(yàn)結(jié)果

圖8為未摻OTS-02型外加劑，石灰∶磷石膏∶紅黏土=8∶46∶46，壓實(shí)度分別為90%，93%和96%試樣浸水24 h照片。圖9為摻加10% OTS-02型外加劑，石灰∶磷石膏∶紅黏土=8∶46∶46，壓實(shí)度分別為90%，93%和96%試樣在不同干濕循環(huán)次數(shù)下在燒杯中浸水24 h的照片。

由圖8與圖9可知：未摻外加劑試樣浸水24 h后，試樣均出現(xiàn)不同程度的松散脫落，不具備強(qiáng)度，水穩(wěn)性極差；摻10% OTS-02型外加劑混合料試樣，經(jīng)過不同次數(shù)干濕循環(huán)，再浸水24 h，試樣表面出現(xiàn)裂縫和局部脫落，內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本完整。

圖10為不同壓實(shí)度下?lián)?0% OTS-02型外加劑混合料的水穩(wěn)系數(shù)與干濕循環(huán)次數(shù)的關(guān)系曲線圖。從圖10可見：摻10% OTS-02型外加劑混合料水穩(wěn)系數(shù)隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加而降低，90%、93%壓實(shí)度試樣經(jīng)歷3次干濕循環(huán)后水穩(wěn)系數(shù)為0，96%壓實(shí)度試樣經(jīng)歷4次干濕循環(huán)后水穩(wěn)系數(shù)為0，壓實(shí)度越大，水穩(wěn)系數(shù)越大。

摻10% OTS-02型外加劑能明顯提高試樣水穩(wěn)性。這是因?yàn)橥饧觿┲械幕钚猿煞峙c土壤顆粒發(fā)生反應(yīng)，將土壤中的層狀結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為礦物晶格結(jié)構(gòu)，土壤顆粒及有機(jī)質(zhì)經(jīng)化學(xué)反應(yīng)，其物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)均改變，降低了土體自身的親水性，土顆粒的排列更為密實(shí)，顆粒間斥力減小。壓實(shí)度越大，試樣越密實(shí)，內(nèi)部空隙越小，浸泡時(shí)進(jìn)入的水分越少，因此，降低了浸泡時(shí)水對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞。

4結(jié)論

1）摻有10% OTS-02型外加劑混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度明顯比未摻外加劑混合料強(qiáng)度大，但隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增大，差值越來越小。

2）混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度在前2～3次干濕循環(huán)過程中衰減幅度最大，之后衰減緩慢，最后趨于穩(wěn)定。干濕循環(huán)對(duì)摻有10% OTS-02型外加劑混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的衰減影響更顯著。

3）混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨齡期的增加而增加，養(yǎng)護(hù)7 d的強(qiáng)度達(dá)到養(yǎng)護(hù)28 d強(qiáng)度的80%以上。

4）混合料內(nèi)摩擦角隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加緩慢減小。黏聚力隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加顯著減小。

5）未摻OTS-02型外加劑試樣浸水24 h后，試樣不具備強(qiáng)度，水穩(wěn)性極差。摻10% OTS-02型外加劑混合料，經(jīng)過不同次數(shù)干濕循環(huán)，再浸水24 h，試樣表面出現(xiàn)裂縫和局部脫落，內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本完整。水穩(wěn)系數(shù)隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加降低，壓實(shí)度越大，水穩(wěn)系數(shù)越大。參考文獻(xiàn)：

[1]貴州省交通運(yùn)輸廳. 貴州特殊土填方路基設(shè)計(jì)與施工［M］. 北京： 人民交通出版社，2015.

［2］ 梁毅， 董潔霜. 貴州紅黏土路用工程性能研究［J］. 長(zhǎng)春工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2011， 12 （4）： 28-31， 46.

［3］ 廖若博， 徐曉燕， 紀(jì)羅軍， 等. 我國磷石膏資源化應(yīng)用的現(xiàn)狀及前景［J］. 硫酸工業(yè)， 2012（3）： 1-7.

［4］ STOLTZ G， CUISINIER O， MASROURI F. Multi-scale analysis of the swelling and shrinkage of a lime-treated expansive clayey soil ［J］. Applied Clay Science， 2012， 61： 44-51.

［5］ PONGSIVASATHIT S， HORPIBULSUK S， PIYAPHIPAT S. Assessment of mechanical properties of cement stabilized soils［J］. Case Studies in Construction Materials， 2019， 11： e00301.1-e00301.15.

［6］ AZZAM W R. Utilization of polymer stabilization for improvement of clay microstructures［J］. Applied Clay Science， 2014， 93： 94-101.

［7］ FATAHI B， LE T M， FATAHI B， KHABBAZ H. Shrinkage properties of soft clay treated with cement and geofibers［J］. Geotechnical and Geological Engineering， 2013， 31（5）： 1421-1435.

［8］ 徐雪源， 徐玉中， 陳桂松， 等. 磷石膏-粉煤灰-石灰-黏土混合料的干縮試驗(yàn)研究［J］. 中南公路工程， 2006（4）： 113-114， 119.

［9］ 丁建文， 石名磊， 劉維正. 道路底基層中磷石膏-石灰二灰土再生試驗(yàn)研究與應(yīng)用［J］. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2009， 39（1）： 121-126.

［10］丁建文， 石名磊. 富含磷石膏道路底基層改良再生現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與應(yīng)用［J］. 施工技術(shù)， 2009， 38（4）： 98-100.

［11］俞同德. 再生改良磷石膏石灰穩(wěn)定土底基層路用性能評(píng)價(jià)［J］. 公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版）， 2009（12）： 60-63.

［12］克高果， 夏正求， 羅輝， 等. 煅燒磷石膏改性磷石膏廢料的路用性能［J］. 土木工程與管理學(xué)報(bào)， 2018， 35（4）： 58-64.

［13］彭波， 尚文勇， 趙宏偉， 等. 磷石膏綜合穩(wěn)定土力學(xué)性能及合理摻量研究［J］. 新型建筑材料， 2020（8）： 86-90， 127.

［14］中華人民共和國交通運(yùn)輸部. 公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則： JTG/T F20—2015［S］. 北京： 人民交通出版社， 2015.

［15］胡文華， 劉超群， 劉中啟， 等. 水泥或石灰改良紅黏土的力學(xué)強(qiáng)度特性試驗(yàn)研究［J］. 路基工程， 2017（5）： 11-14， 19.

［16］張英富， 童紅明， 沈衛(wèi)國， 等. 廢石膏粉煤灰石灰結(jié)合料的研究［J］. 建材世界， 2009， 30（5）： 45-47， 59.

［17］楊和平， 李宏泉. 石灰改良處治高液限土的路用特性試驗(yàn)研究［J］. 公路工程， 2013， 38（4）： 227-229， 268.

［18］陳南， 吳立堅(jiān)， 周勇， 等. 紅黏土邊坡淺層破壞機(jī)理及穩(wěn)定評(píng)價(jià)方法［J］. 公路交通科技， 2016， 33（3）： 37-42， 88.

［19］呂夢(mèng)飛.干濕循環(huán)下紅黏土邊坡破壞機(jī)理研究［D］.貴陽：貴州大學(xué)，2018.

［20］胡智， 艾聘博， 李志超， 等. 干濕循環(huán)-動(dòng)荷載貫序耦合作用下壓實(shí)粉質(zhì)黏土電阻率演化規(guī)律［J］. 巖土力學(xué)， 2021， 42（10）： 2722-2732.

（責(zé)任編輯：周曉南）

Study on Strength and Water Stability Characteristics of

Phosphogypsum Stabilized Red Clay Under Dry and Wet Cycles

PENG Kaijun CHEN Kaisheng

（1.The Second Detachment of Guizhou Provincial Transportation Comprehensive Administrative Law Enforcement Unit， Zunyi 563000， China;

2. College of Civil Engineering， Guizhou University， Guiyang 550025， China）Abstract： Aiming at the problems of red clay roadbed in the process of dry and wet cycle operation as well as the waste and pollution phenomenon of phosphogypsum solid waste resources， this paper designs the mix ratio as lime： phosphogypsum： red clay = 8∶46∶46， with 10% admixture of OTS-02， and prepares the specimens of the mixes of compaction degree of 90%， 93% and 96% under optimal water content， and carries out the unlimited compressive strength test， triaxial test and water stability test under dry and wet cycles. The results showed that the unlimited compressive strength decayed the fastest in the first 2-3 dry and wet cycles， and then slowly decayed and stabilized. The unlimited compressive strength of the mix with 10% OTS-02 admixture was obviously larger than that of the mixtures without admixtures， and the difference became smaller and smaller with the increase of the number of cycles. The unlimited compressive strength increases with age， and the unlimited compressive strength at 7 d of maintenance reaches more than 80% of that at 28 d. With the increase of the number of wet and dry cycles， the internal friction angle of the mix decreases slowly and the cohesion decreases significantly. The water stability of the mixtures without admixtures is very poor， the water stability performance is significantly improved by mixing 10% OTS-02 admixture， and the water stability coefficient decreases with the increase of the number of wet and dry cycles.

Key words： wet and dry cycle; red clay; phosphogypsum; strength characteristics; water stability