重塑黃土與石灰改良黃土壓縮特性及其微觀結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究.pdf

1、延安市平山建城巖土工程是目前世界上在濕陷黃土地區(qū)進(jìn)行的規(guī)模最大的巖土工程項(xiàng)目，填方區(qū)局部填土超過(guò)百米。面對(duì)如此超大規(guī)模的高填方工程，地基的穩(wěn)定性、地面沉降等與土體壓縮變形直接有關(guān)的工程地質(zhì)問(wèn)題非常嚴(yán)峻與突出。黃土地區(qū)填方工程的質(zhì)量與填料及其壓實(shí)質(zhì)量密切相關(guān)。壓縮性是土的重要的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)之一，同時(shí)也是檢驗(yàn)土體壓實(shí)效果的主要指標(biāo)。黃土地區(qū)工程建設(shè)常利用石灰對(duì)黃土進(jìn)行改良，以改善其工程性質(zhì)。分析研究黃土摻入石灰后其壓縮性變化情況及其影響

2、因素對(duì)于制定最佳改良方案極其關(guān)鍵。土體的壓縮性又與其微觀結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)，研究土體微觀結(jié)構(gòu)可以更好解釋宏觀物理性質(zhì)。因此，針對(duì)黃土壓縮特性和微觀結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究，可以豐富和充實(shí)黃土壓縮變形特性及微觀結(jié)構(gòu)方面的理論，又可以為工程實(shí)踐提供科技支撐。
　　本文在前人研究基礎(chǔ)上，通過(guò)野外實(shí)地勘察、室內(nèi)試驗(yàn)，針對(duì)黃土壓縮特性，分別開(kāi)展了以下研究：
　?。?）在延安新區(qū)典型地段取代表性黃土樣，通過(guò)常規(guī)土工試驗(yàn)（擊實(shí)試驗(yàn)、顆粒分析試驗(yàn)、界限含水

3、率試驗(yàn)），確定了重塑黃土的基本物理性質(zhì)。研究區(qū)黃土主要以馬蘭黃土和離石黃土為主，兩者的最優(yōu)含水率（ωopt）均在16％左右，馬蘭黃土的最大干密度稍大；馬蘭黃土黏粒百分含量小于離石黃土，而砂粒百分含量大于離石黃土；離石黃土液塑限均較馬蘭黃土稍高。
　?。?）通過(guò)固結(jié)試驗(yàn)，研究了含水率、干密度、壓力對(duì)重塑黃土壓縮性的影響。重塑馬蘭黃土與重塑離石黃土壓縮特性變化規(guī)律基本一致，差異較小。土體壓縮系數(shù)隨含水率增加而升高，隨干密度增大而降低，

4、隨垂直壓力增大而減小。對(duì)于黃土高填方工程，要嚴(yán)格控制含水率不超過(guò)ωopt+3%；提高干密度可以降低土體壓縮性，但應(yīng)同時(shí)考慮含水率的影響，并做到適當(dāng)壓實(shí)。本次試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為土體干密度控制在1.65 g/cm3左右已能基本滿足低壓縮性要求。
　?。?）對(duì)黃土摻入石灰進(jìn)行改良，通過(guò)常規(guī)土工試驗(yàn)，確定了改良黃土的基本物理性質(zhì)。相對(duì)重塑黃土，石灰改良黃土的最優(yōu)含水率升高，最大干密度降低；黏粒含量減小，砂粒含量增大；液塑限有所上升。對(duì)石灰改良黃

5、土進(jìn)行固結(jié)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)改良黃土的壓縮系數(shù)隨著初始含水率增加而升高，隨初始干密度的增大而降低，隨著灰土比增加先降低后又有所升高。改良黃土壓縮性較重塑黃土明顯降低，考慮到改良黃土的低壓縮性要求，并結(jié)合實(shí)際經(jīng)濟(jì)情況，將最佳灰土比確定為9%。
　?。?）利用微觀結(jié)構(gòu)分析技術(shù)手段從定性與定量?jī)煞矫娣治鲅芯恐厮茳S土與石灰改良黃土的微觀結(jié)構(gòu)特征，并嘗試將微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)與其宏觀物理性質(zhì)聯(lián)系起來(lái)，發(fā)現(xiàn)土體壓縮性高低與大中孔隙含量、大中孔隙的面孔隙度、顆