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气候环境因素对石灰处治膨胀土强度特性影响试验研究

气候环境因素对石灰处治膨胀土强度特性影响试验研究

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作者：唐晟蓝广西大学

学位级别：硕士

为研究气候环境因素变化对石灰处治膨胀土强度特性的影响规律,本文以南宁东部弱膨胀土经石灰处治后得到的处治土为研究对象,总结前人的研究成果拟定了初始处治参数,通过室内手段模拟气候环境因素(干湿循环、雨水淋滤、温湿度变化)的变化... 详细信息

为研究气候环境因素变化对石灰处治膨胀土强度特性的影响规律,本文以南宁东部弱膨胀土经石灰处治后得到的处治土为研究对象,总结前人的研究成果拟定了初始处治参数,通过室内手段模拟气候环境因素(干湿循环、雨水淋滤、温湿度变化)的变化,开展了大量土工试验,主要研究内容和成果如下：1.对掺灰比6%的石灰处治膨胀土开展一系列室内土工试验,研究了其物理力学性质,并与未经处治的原膨胀土物理力学指标对比,试验结果表明：原膨胀土经石灰处治后,其比重降低,塑性指数减小,最大干密度降低,最优含水率升高,水稳定性明显增强,其土质分类由粘性土类变成了粉砂土类。此外,处治后土的抗剪强度增大,压缩系数减小,力学特性相较于原膨胀土有显著的改善,且基本上抑制了原膨胀土的胀缩性,达到了高等级公路路堤填土的标准。2.通过模拟路堤处治土在自然状态下的干湿循环过程,对分别经历0-5次干湿循环后的处治土试样进行了三轴剪切试验,试验结果表明：干湿循环效应对石灰处治膨胀土的抗剪强度影响很大,其抗剪强度随着干湿循环次数的增加逐渐降低,其中又以对粘聚力的影响最大;摩擦角在第1次干湿循环后减小幅度较大,而之后的变化规律不明显,但总体变化幅度不大。分析认为干湿循环效应引起了处治土体裂隙的不断发展,破坏了土体结构的完整性,是导致土体强度降低的主要原因。3.利用改进的变水头渗透试验装置模拟雨水对土体的淋滤作用,并对经历不同淋滤时间的土样进行了相关室内试验,试验结果表明：有限的淋滤作用对石灰处治土体的粘聚力及抗剪强度影响较大,而对胀缩性的影响不大。石灰处治土内Ca2+含量,粘聚力和抗剪强度均随淋滤时间增加而减小,线缩率随淋滤时间增加有微小增大并最终趋于稳定,而自由膨胀率无明显变化。淋滤过程改变了石灰处治土的养护环境,弱化了土体的结构性。土中自由水的Ca2+受淋滤作用影响较大,对结合水中Ca2+则影响很小。4.开展了不同含水率试样在不同环境温度下的三轴剪切试验,试验结果表明：相同干密度的石灰处治膨胀土试样,其抗剪强度在不同的环境温湿度下差别很大。表现为同一含水率时,其抗剪强度随环境温度的升高而增大,石灰处治土抗剪强度的温度效应呈现出明显的热硬化特征;在同一温度条件下,其抗剪强度随含水率的升高而降低。最后,对比各因素对处治土强度的影响程度,认为在自然状态下,干湿循环作用对处治土路堤稳定性影响最大。

关键词：石灰处治膨胀土物理力学性质干湿循环淋滤温湿度变化抗剪强度

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