浅谈石灰改良膨胀土的物理力学性状试验研究与工程应用

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1、河海大学博士学位论文石灰改良膨胀土的物理力学性状试验研究与工程应用姓名：张福海申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：刘汉龙;王保田20080301摘要本文围绕使用石灰改良中弱膨胀土作为高速公路路堤填料的可行性和实施方法展开了研究工作。主要研究内容如下：(1)研究不同灰剂量的石灰改良土的自由膨胀率、界限含水率的变化规律，再通过强度和变形试验进行验证，最终得到一个既能够消除膨胀土膨胀性又能够满足公路路基施工技术规范中对路堤填土强度和变形要求的灰剂量基本值。(2)素土和石灰改良土的水稳定性试验、微观结构试验和现场石灰改良膨胀土膨胀变形测试成果表明，在干湿循环过程中，素土水稳定性差，易崩

2、解。而石灰改良膨胀土整体性好，颗粒间联结力强，水稳定性好。(3)进行了现场掺灰效果、土料粉碎及碾压试验等研究工作，获得了石灰改良高含水率膨胀土二次掺灰施工工艺的控制指标，如二次掺灰比例、石灰改良土填料碾压前土块大小控制标准、二次掺灰和填土粉碎的控制含水率、碾前填土的控制含水率和碾压机械组合方式等。(4)根据室内击实试验成果对比、现场碾压试验及现场填料含水率变化规律，确定宁淮高速公路石灰改良膨胀土路堤填土施工以湿法击实获得的试验成果作为碾压质量控制标准。(5)根据现场施工的实际条件提出了能够在任意时刻准确测定石灰改良膨胀土灰剂量的改进灰剂量标准曲线。(6)提出了能够考虑土体初始含水率和

3、上覆压力的天然膨胀土地基膨胀量计算的理论公式，采用现场测试和理论计算相结合的方法分析了膨胀土地基的膨胀量。根据分析成果提出了宁淮高速公路路堤的控制最小填筑高度应为2．5m。∽提出了能够考虑膨胀土土料初始含水率、上覆压力和压实度的压实素土路堤膨胀量计算的理论公式，对比使用膨胀土和石灰改良膨胀土填筑的路堤膨胀量计算成果可知，膨胀土经过石灰改良后已不再具有膨胀性，不会再发生较大的灾害性胀缩变形。若直接使用弱膨胀土填筑路堤会发生较大的灾害性变形，使结构层产生严重的破坏，从而危及行车安全，因此不能直接使用膨胀土填料填筑路堤．关键词：石灰改良膨胀土路堤填料施工工艺宁淮高速公路质量控制标准膨胀变形

4、计算方法水稳定性分析Abstractn他feasibilityandimplementationmethodsalestudiedfortheuseoflime．stabilizedweakandintermediateexpansivesoilsasthefillingmaterialsofhighwayembankmentsinthisthesis．Themainscopeandachievementsofthisthesisincludefollows．(1)BehaviorsofthefreeexpansionrateandtheAtterberglirrfitsareinv

5、estigatedforthelime-stabilizedsoilswithvariouslime-to-soilratios．111eYaleverifiedbythestrengthanddeformationtests．，Basicvalueofthelimecontentisobtainedaccordingtothetestin2results．Withthisvalue．notonlytheexpansivecharacteristicoftheexpansivesoilscallbeeliminated,butalsothestrengthanddeformation

6、requirementsfortheconstructionofembankmentfillsdefmedinthetechnicalspecificationsCallbesatisfied．(2)Itshowsthatintheprocessofwettinganddryingcycles，plainsoilshavepoorwaterstabilityandtheycallbeeasilycollapsed,butlime．stabilizedsoilshavewellwaterstabilityandgoodpackage，andtheyhavestrongbondsbetw

7、eenparticlesaccordingtotheresultsfromwatffstabilitytestandmierostmeturetestforplainandlime．stabilizedsoils．(3)Soilaggzegatecrushingandrollingtestsarecarriedoutinsitutoinvestigatetheeffectivenessoflimeadditives．Controlvalucsforthec