摻電石灰對膨脹土物理力學性質的影響

左 敦 南

(安徽省交通勘察設計院有限公司，安徽 合肥 230011)

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·巖土工程·地基基礎·

摻電石灰對膨脹土物理力學性質的影響

左 敦 南

(安徽省交通勘察設計院有限公司，安徽 合肥 230011)

通過室內試驗，著重研究摻電石灰對膨脹土的壓縮特性、抗剪強度、抗壓強度等相關指標的影響，探討了利用電石灰改良膨脹土的可行性，結果表明：往膨脹土中摻入電石灰可以降低其壓縮性，提高抗剪強度和粘聚力，增強無側限抗壓強度，有利于膨脹土強度特性的提高。

膨脹土，電石灰，抗剪強度，抗壓強度

膨脹土在世界各地均有分布，由于它具有顯著的脹縮性，常常給膨脹土地區的工程建設造成嚴重的破壞，給人民的財產造成巨大的損失。據統計，全世界每年由于膨脹土造成的損失達50億美元以上。我國由于膨脹土地基致害的建筑面積達1 000萬m2左右，鐵路、公路及建筑物[4,5]受到的危害也很嚴重。石灰是工程中常用的無機膠結材料，并且是氣硬性膠結材料。石灰由于其來源廣泛，生產工藝簡單，成本低廉，所以至今仍被廣泛使用。石灰分為生石灰和電石灰兩種。電石灰具有保水性、可塑性好、耐水性差、干燥收縮大等特性。

目前國內外對于膨脹土改良的技術已經有很多種，并且有的改良方法已經相當成熟，但有關電石灰改良膨脹土的研究卻較少。本文對摻電石灰改良膨脹土強度的影響做初步的試驗研究，為電石灰改良膨脹土的實際工程應用提供必要的理論依據。

1 試驗材料與試驗方法

1.1 試驗材料

本文欲探究摻電石灰對膨脹土強度的影響，故所需試驗材料為合肥地區膨脹土以及電石灰。膨脹土物理力學性質如表1所示。

表1 膨脹土的基本物理力學性質指標

1.2 試驗方法

本次試驗主要包括不同養護齡期下素土和電石灰摻量為10%，15%，20%，25%時土的基本物理性質指標的測定和物理力學性質指標的測定兩方面。

基本物理性質指標的測定包括比重的測定和液塑限的測定。其中測定比重采用真空抽氣比重瓶法，液塑限采用液塑限聯合測定儀來測定。物理力學性質指標的測定包括通過土的直接剪切試驗來測定。并通過試驗所繪得的抗剪強度與垂直壓力關系曲線來計算內摩擦角ψ以及粘聚力c；通過固結試驗來測定孔隙比，進而繪制出e—p曲線，同時計算得出壓縮模量Es、壓縮系數av；通過無側限抗壓強度試驗來測定無側限抗壓強度。

2 試驗結果與分析

2.1 比重

摻電石灰對膨脹土比重的影響試驗結果如圖1所示。可以看出，土的比重隨著電石灰摻量的增加而減少。土比重的減少與電石灰摻量的增加近似成線性關系。

2.2 界限含水率

摻電石灰對膨脹土液塑限的影響分別如圖2和圖3所示。可以看出，膨脹土的液限隨電石灰摻量的增加而減小，塑限隨著電石灰摻量的增加而增加。

2.3 壓縮特性

改良膨脹土的壓縮模量與電石灰摻量的關系如圖4所示。從圖4可以看出，土的壓縮模量隨著電石灰摻入量的增加而增加，并且改良膨脹土的壓縮模量隨養護齡期的增加而增大。

2.4 無側限抗壓強度

無側限抗壓強度與電石灰摻量的關系如圖5所示。可以看出，摻電石灰來增加膨脹土的無側限抗壓強度的效果是明顯的。當電石灰摻量達到20%后，其無側限抗壓強度的增加隨著摻灰量的增加的趨勢變得不明顯，說明當摻灰量達到20%后，再提高摻灰量對提高土體的無側限抗壓強度的意義不大。

3 結語

1)隨電石灰摻量的增加，膨脹土的比重減小，液限減小，塑限增大。

2)隨電石灰摻量的增加，膨脹土的壓縮模量增大。

3)隨電石灰摻量的增加，膨脹土的無側限抗壓強度增大。

4)隨著養護齡期的增加，相同摻灰量下膨脹土的抗剪強度增大，具有養護作用的電石灰對改良膨脹土強度的提高具有促進作用。

[1]袁廣明.膨脹土對建筑物的危害及防治.煤礦設計，1994(4)：30-32.

[2]蔣忠信.關于南昆鐵路路塹邊坡失穩的分析研究.中國地質災害與防治學報，1995(6)：79-85.

[3]于長明.淺談膨脹土對公路施工的危害.內蒙古公路與運輸，1997(4)：7-8.

[4]郭紅梅，馬培賢.膨脹土對輕荷載構筑物的作用.世界地質，1997，16(3)：55-58.

[5]申繼紅.膨脹土地基對建筑物的危害性分析與處理.山西建筑，2001，27(6)：35-36.

Impactofmixingcalciumcarbidedustuponphysical-mechanicalpropertiesofexpansivesoil

ZuoDunnan

(Anhui Traffic Survey & Design Institute Co., Ltd, Hefei 230011, China)

Throughindoorexperiment,thepapermainlystudiestheimpactofmixingcalciumcarbidedustuponcompressionproperties,anti-shearingstrengthandcompressivestrengthandotherindicatorsofexpansivesoil,andexploresthefeasibilityofusingcalciumcarbidedusttoimproveexpansivesoil.Resultsshowthat:mixingcalciumcarbidedustintoexpansivesoilwillreduceitscompressionproperties,improveanti-shearingstrengthandcohesivestrength,increaseunconfinedcompressivestrength,andimproveexpansivesoilstrengthpropertyaswell.

expansivesoil,calciumcarbidedust,anti-shearingstrength,compressivestrength

1009-6825(2015)21-0032-02

2015-05-13

左敦南(1959- )，男，高級工程師

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