水泥改良高液限土工程特性试验研究

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赣南山区高液限土水泥改良施工工艺及工程应用试验分析

0前言花岗岩残积土在赣南山区分布广泛,花岗岩残积土和全风化壳厚度较大。

花岗岩残疾土不仅天然含水率高,大部分属于高液限土,而且具有结构性强、卸荷崩解、遇水软化等特性。

按照传统标准来看,花岗岩残疾土并不是优良的路基填料。

然而,出于环境保护和缩短远距降低工程造价的考虑,在路基填筑过程中,尽量采用花岗岩残疾土作为填料,在不满足规范要求时,尤其是路床部分,需采取相应改良措施。

1施工前准备1.1现场试验段大面积施工前,针对填料性质差异较大的标段,应分别选取长度不小于200m 的水泥改良试验段,开展现场试验。

利用压实度检测、弯沉变形、承载板试验、含水率检测等方法检验试验路段的压实质量,以确定最佳的碾压组合、松铺厚度、拌合深度等。

松浦厚度由土的级配特征及拌合极具的性能决定,原则上不得大于拌合机具的有效拌合深度。

1.2原材料准备水泥统一采用普通硅酸盐水泥(P.O.42.5),具体性能要求包括以下:细度比表面积不小于300m 2/kg,80μm 筛筛余率不大于10%;初凝时间不小于45min,终凝时间不大于600min;3d 抗折强度不小于3.5MPa,28天抗折强度不小于6.5;3d 抗压强度不小于17.0MPa,28d 抗压强度不小于42.5MPa。

具体检验方法应符合《公路水泥及水泥混凝土试验规程(JTG E30-2005)》的有关规定。

水泥选用袋装水泥,在仓库中存储。

仓库要求防雨防潮,设置在地势较高处,周围设置排水沟。

堆垛的高度不宜大于2.0m,离地高度不应小于0.2m,距离四周墙壁的距离不宜小于0.2m。

1.3下卧层处理在改良路段施工前,应对下卧层顶面进行处理。

用压路机碾压3~4遍,如发现表层松散,则重新碾压;如土过湿,出现弹簧土,则应挖开晾晒、换填或掺灰处理。

1.4机械检修对拌合机具、平地机、压路机等所需机械设备进行细致的检查,对发现的机械故障及时维修,以保证施工机械的良好性能,进而保证改良施工过程的顺利实施。

高液限土工程特性及其路堤填料改良技术研究的开题报告

高液限土工程特性及其路堤填料改良技术研究的开题报告题目：高液限土工程特性及其路堤填料改良技术研究研究背景和意义：高液限土是一种独特的土壤类型，其液限达到或超过100%。

这种土壤通常是由于长期积水而形成的，具有一定的塑性和可塑性，适合作为路堤填料。

然而，高液限土具有一系列特性，如易发生沉降、变形大、强度低、可塑性差等，这些特性可能会导致路堤的工程质量受影响。

因此，针对高液限土的工程特性和路堤填料改良技术的研究具有十分重要的意义。

通过深入研究高液限土的特性，可以为工程设计和施工过程提供参考和指导；同时，开发有效的改良技术，可以提高路堤的压实性、强度和稳定性，从而减少路堤工程在使用中的隐患和风险。

研究内容：本项目主要研究以下内容：1. 对高液限土的工程特性进行分析和研究，包括其物理、力学和水文特性等；2. 系统归纳与总结国内外高液限土改良技术现状与发展趋势，包括加固、改性和掺杂等多种方法；3. 基于实验室小试验和大型现场试验，研究不同改良方法对高液限土的改性效果、强度和稳定性提高情况；4. 分析高液限土工程应用中的问题和风险，并提出相应的解决方案和建议。

研究方法：本项目采用实验室小试验和大型现场试验相结合的研究方法。

首先通过实验室试验，分析高液限土的基本物理特性和力学特性，包括液限、过液限指数、黏性指数、抗剪强度等；然后在大型现场试验中，通过对不同改良方法进行对比，研究不同条件下的填料改良效果。

研究预期成果：本项目将具有如下预期成果：1. 深入了解和认识高液限土的特性和工程应用现状；2. 系统总结高液限土的改良技术现状和发展趋势，为工程设计和施工提供参考；3. 实验室和现场试验数据的积累，为高液限土路堤填料改良技术提供科学依据；4. 提供高液限土工程应用中存在的问题和风险，为提高工程质量和减少风险提供参考和建议。

对高液限土作为填筑材料的研究与改良措施

对高液限土作为填筑材料的研究与改良措施摘要：高液限土是施工中经常用到的一种材料，但是因为其自身独特的性质很难直接进行有效的应用。

在实际应用过程中应该根据高液限土的特征做好改良工作，提升土质稳定性和水稳定性，为工程施工提供良好的填筑材料。

本文从高液限土作为填筑材料角度出发，探究其改良措施和施工技术，提升其应用效果。

关键词：高液限土特点;性能指标;水稳定性;改良方法;海南环岛旅游公路第六工区项目位于临高县和澄迈县，属热带海洋性季风气候，具有高温多雨，干湿季节明显，雷暴雨多，蒸发量大，热带气旋影响频繁的气候特征。

项目路基沿线多分布高液限黏土，高液限土的工程性质与其母岩成份、含水量、密实度、外荷载大小及作用方式、其他物理化学作用等都有关系。

由于其具有天然含水率较高、渗透性系数低、水稳性较差、压实难度大等诸多不良工程特性，如果在施工过程中不能采取正确的处理措施，往往会引起道路不均匀沉降、路面开裂、路床翻浆冒泥、甚至是路基垮塌等质量问题。

如果将其换填成其它非高液限黏土，则会产生大量弃方，废弃土方既影响生态环境，又显著提高工程成本，同时造成工期延长。

因此，研究施工沿线高液限黏土的的工程性质，并提出与之相适应的改良施工技术，是本公路工程建设过程中一个关键问题。

1 可行性分析海南省环岛旅游公路第六工区项目分布的高液限黏土，为粉质黏土，呈红褐色，可塑状，其孔隙比较大，液限值较高，常大于50%，遇水易软化，属典型的高液限黏土，且常含有孤石，工程性质较差，不能直接作为路基持力层。

本项目沿海路段较多、较长，直接挖除换填会造成大量弃方，对周边生态环境产生危害，较为常用的处理方法是土体改良，常规固化剂主要有粉煤灰、水泥、石灰等，这些添加剂与土颗粒发生一系列的理化反应改变土体颗粒组成与矿物成分，从而使土体的路用性能得到提高。

土体改良的优势在于：(1) 高液限黏土添加水泥后，改变了黏土的物理性质，使黏土的液塑限降低，最大干密度增加; 水泥硬化吸收一部分水使土体的含水量降低; 与黏土板结性增强，硬度提高，CBR值增加。

高液限土路基的化学改良技术研究

对福建的高液限土的试验研究，揭示了高液限土的1　引　言CBR 强度曲线与其密实度曲线相分离的特征，并由高液限土在我国云南、贵州等西南地区分布广此提出高液限土的最大CBR 与最大CBR 含水率的定泛，某高速公路工程建设中遇到了大量的高液限义与指标，为高液限土在较高含水率下碾压奠定了土。

高液限土具有细颗粒含量高、高天然含水率、理论基础。

刘见天对高液限土采用掺砂处治的改良高液塑限、高孔隙比、低密度、上硬下软、干缩开技术进行了研究，分析了掺砂量对高液限土工程特裂、持水能力强、可压实性差和遇水弱膨胀等特性的影响。

张国炳针对广东某高速公路工程建设，性，是西南地区公路建设中经常遇到的一类特殊进行了高液限土的离子改良试验研究。

叶琼瑶结合土。

随着“少挖方、零弃方”绿色公路建设理念的广西某高速公路工程，对高液限红粘土进行了无机推行，高液限土的填筑利用势在必行。

由于高液限结合料化学改良试验，分析了其工程改良效果。

高土的天然含水率普遍较高，碾压困难，压实度低，液限土在我国分布广泛，不同地区的高液限土物理作为路基填料使用受到一定的限制。

当施工时气候特性差别很大，因此需采用相应的方法进行改良处条件导致高液限土难以晾晒利用，综合工期、质量治。

为了解决某高速公路工程中遇到的高液限土填和造价等因素的考虑，采用低剂量的石灰、水泥等筑难题，本论文结合工程实际，对高液限土进行了外掺剂进行化学改良是较为常见且必要的处治方系统的室内试验研究，以合理指导工程建设。

法，其主要目的是降低高液限土的天然含水率和塑2　石灰、水泥改良土的强度机理性指数，改善可压实性、提高土体强度及稳定性。

石灰、水泥改良细粒土有一定的适用范围，通常塑 2.1　石灰改良土的强度形成机理性指数小于12的土不适宜用石灰来稳定，塑性指数研究表明，石灰改良土的强度增长机理可归纳大于17的土不宜采用水泥来稳定。

为四个方面：离子交换与凝聚作用、火山灰反应、国内对高液限土进行了许多研究。

高液限土改良

浅谈高液限土改良摘要：本文以龙岩双永高速公路高液限土改良工程为背景，对高液限土中掺砂、水泥、熟石灰以及生石灰等的四种改良方案进行液塑限试验，击实试验以及cbr试验，从而得到了高液限土通过改良前后的相关试验数据，通过对这些试验数据的综合分析和比较并结合考虑了成本的控制，最终总结出掺6%生石灰为最佳改良方案。

关键词：高液限土; 路基土改良；生石灰；最大干密度；cbr。

1 前言龙岩双永高速公路沿线存在着大量的高液限土，受山区土源、工程造价等因素制约将有大量的高液限土需要作为路堤填料使用。

这些高液限土物理力学性质差异悬殊、工程特性差，其基本特征是液限高（wl≥50），天然含水率远远超过最优含水率、粗细颗粒含量极不均匀等。

由于利用高液限、高塑性指数、高天然含水量的土作填料的路基，变形大、稳定性差、施工复杂，容易产生路基病害，已成为公路建设中的一个突出问题。

路基作为高速公路主体工程，应具有足够的强度、稳定性和耐久性，在现行《公路路基设计规范》和《公路路基施工规范》中规定：路基填土应满足液限不大于50，塑性指数不大于26，含水量w不超过规定，及cbr实测值大于规定值的要求。

由于高液限土在此高速公路工程中填数量达上百万立方米，若把该地的高液限土作为弃土不用，将大量增加工程费用，延长工期，弃土还造成环境的破坏，所以必须想办法对高液限土进行改良和处理。

目前常用的改良方法，是通过在土中添加石灰、水泥、砂来改变土的物理力学特性的指标，土与添加剂发生化学反应后主要产生两个方面的作用：①改变高液限土的粒径构成，降低塑性指标，增加水稳定性，减小膨胀和收缩变形的能力，改变含水量，适应大型机械的施工；②改变高液限土微观结构，提高改良土的抗压强度，变形回弹模量，减小路面的永久积变形等。

本文将以龙岩双永高速为背景，利用室内一系列的改良试验对各种改良方案的效果进行分析对比，从而比选出最佳的改良方案。

2 室内试验2.1 高液限土的常规试验由于此工程项目的取土场有三处，且每处土样的性质都差不多都为高液限土，其中k210+550的取土场土方数量最多，最有代表性，因此为了提高改良措施的有效性和可行性，达到保证工程质量、节省造价、保护环境的要求，所以就取此处土样进行系统的室内试验，试验项目主要包括：液塑限、颗分、击实、cbr（3层98击）等试验，试验成果汇总见表1。

高液限土工程特性改良的试验研究

ＨＵＨｕｘａｇ，ＵＺｉｉｇ，Ｎｎｏ —ｉＹｈ－ａＵｉｇ，ＨＡｕｎｊｎＯＸｅ
（．ｎｔｕｅｏＧｏｅｈｉａＥｇｎｅｉｇＸ ’ｎＵｉｒｉｆｅｈｏｏ，ｉａ１０８Ｃｉａ１Ｉｓｔｔｆｅｔｎｃｌｎｉｅｒ，ｉａｎｖｓｔｏＴｃｎｌＸ ’ ７０４，ｈ；ｉｃｎｅｙｙｇｎｎ
ｅａｉａｒｐｒｉｓａｄｔｅｓｒｎｔａｉａｆｉｒｖｄｈｇｉｕｄｌｔｓｉ．Ｔｈｅｅｒｈｒｓｌｓｈｎｅｐｏｅｔｎｈｔｅｇｈｖｒｎｇｌｗｓｏｍｐｏｅｉｈｌｑｉｉｏｌｌｅｙｍｉｅｒｓａｃｅｕｔ
２．ｃｏｌｏｉｉＥｇｎｅｉｇａｄＡｒｈｔｕｅ，ｈｎｓａＵｉｅｉｆＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｇ，ｈｎｓａ４１０６，ｉａＳｈｏｆＣｖｌｎｉｅｒｎｎｃｉｒＣａｇｈｎｖｒｔｏｅｃｅｈｏｏｅｓｙｃｎｙＣａｇｈ０７Ｃｈｎ；
ｉｄｃｔｔａａｅ／００ｆｏｌｔｉｚｇａｅｔＣＮＡＤ）ｉａｄｄｔｈｇｑｉｍｔｏｌｎｔｅｎｉｅｈｔｆｒ１０００ｏｉｓｂｌｉｇｎ（Ｏ — Ｉｓｄｅｉｈｌｕｄｌｉｓｉｉａｔ５ｓａｉｎｏｉｉｈ
维普资讯
１４４
西安理工大学学报ＪｕｎｌｆｉａｎｖｒｔｏＴｃｎｌｇ（０８ｏ．４Ｎ．ｏｒａｏＸ ’ｎＵｉｓｙｆｅｈｏｏｙ２０）Ｖ１ｏ２ｅｉ２

探讨高液限土的特性分析及其处治方法

水状态时，则容易形成流体状态，整体稳定性差。高液限土的土即填筑路基的适宜程度，必须通过试验，测定各项物理力学技术
质力学特性表现在工程上就是：透水性差，毛细现象显著，亲水指标，分析其工程性质，确定影响压实度及路基稳定的各种因
基，如果不对其进行有效的治理，那么就会对公路的质量产生严重的影响。本文主要阐述了高液限土的特性分析及其处治
关键词：高液限土；公路；路基；治理中图分类号：Ｕ４１２．２２文献标识码：Ｂ文章编号：１６７２ — １６７５（２０１４）Ｏｌ一０１７２ — ０３
性强，浸水后能较长时间保持水分，孔隙率大，干密度小，干时坚素，确定较有效的施工工艺及措施。部分试验结果如表２所示。硬不易挖掘、不易压实。因此，压实干密度越大，其遇水膨胀率也
越大，变形大，脱水后干缩率低，变形小。这类土天然含水量往往是最佳含水量的１．５倍，其稠度往往也在１．０～１．１之间，不晾晒很
４案例分析
某公路工程某段施工分布有高液限亚粘土和粉土，这类土一
高液限土的强度组成主要包括粘聚力和土颗粒间的摩擦力。４．１工程概况液限土处于干燥状态时稍微具有粘结力，但容易被压碎；处于浸般表面有不超过５ｍ的土质较好的覆盖层，这类土的工程适宜性
１．６２ｌ１．６０２
９３．１９３．１
１９０１０．６３５．７

掺水泥改良高液限土的试验研究

掺水泥改良高液限土的试验研究摘要：本文以省道S374线霞山百蓬至麻章田寮村段特殊高液限土为基本分析对象，根据现行规范要求对高液限土的物理及路用性能进行试验研究，同时采用不同水泥掺量的改良高液限土技术进行试验研究，得出不同比例石灰掺量最佳含水率、最大干密度、平均抗压强度及适用范围。

关键词：高液限土；水泥改良处治；试验研究；引言高液限土在全国范围内都有广泛的分布，高液限土的膨胀程度会随着含水率的增加而增加，如果高液限土的上部压力增大，会使得高液限土的坡脚膨胀力加大，从未导致土体松动，进而造成边坡损坏。

现阶段，多数路基规范中是以膨胀土边坡方法为基础来处治高液限土边坡坍塌的，也就是对原路基边坡进行削坡处理，然而削坡处理后会导致土体膨胀，进而对高液限土的强度产生影响，所以按照设计规范处治是不合理的。

通常还会对高液限土进行换填处治，但是换填处治对土源的要求非常高且工作量大，会造成资源浪费。

因此，在充分利用高液限土，降低对其他土方的需求的基础上，对高液限土进行研究，从而达到节约资源的目的[1-2]。

1水泥改良土机理分析水泥改良土即土地中的矿物成分在物理化学反应的作用下，使得土颗粒达到稳定的胶体结构，从而提高土体的性能，具体有如下表现[3]：1.1水化作用将水泥加入土体中后，熟料矿物如SiO2、Al2O3等，与水发生反应形成水化物，如Ca(OH)2▪SiO2▪(n+1)H2O、Ca(OH)2▪Al2O3▪(n+1)H2O等1.2凝结作用水化作用形成的水化物无法与水相溶，从而即形成凝胶，产生黏性，能够渗透土颗粒形成整体，这种反应不断进行，使得游离的水分逐渐减少，胶体逐渐变稠，水泥浆发生凝结作用。

1.3硬化作用随着反应的进行，生成的凝胶、晶体也随之不断增多，在一系列作用下，形成紧密的网状结构，并且使得水化物不断充实，增加混合物的强度，从而形成较高强度的水泥土，即发生硬化作用。

2高液限土物理性质2.1项目概况湛江大道路基工程K7+240-K7+543.6段挖方至距离路床顶3~5m位置处时，出现大量红白、黄白、黑色胶状黏土，根据现场挖探坑估算总方量约10万方，经试验室对土样进行检测，属高液限粉质粘土，液限最高达83%，细颗粒含量均大于90%，CBR也无法满足填筑要求。

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１原状高液限土物理性能１．１颗粒分析试验
由表１可见，高液限土各级粒径中含量最多的是０．００２～０．０２ｍｌＴｌ，大于０．０３８５ｍｍ的颗粒
含量很少。由此得出，高液限土的粒径较小，比表面积大，对水的吸附性较强。
的增加，水稳定性系数逐渐上升，这是由于水泥水
２．１试验方案
采用重型击实试验，根据最大干密度与含水率之间的关系测定土的最佳含水率，通过试验得出未改良土的最佳含水率为１７．１００，最大干密度
和吸水性能，选取高液限土样进行颗粒分析，采用筛分试验测定各颗粒含量。颗粒分析试验结果见结果
掺入砂砾或者其他低液限的土；化学方法有掺入水泥、石灰、粉煤灰或其他外加剂的方法进行改良口Ｊ。笔者针对采用水泥改善高液限土的性能进行研究。通过击实试验确定土的最佳含水率，用无侧限抗压强度和承载比试验分析不同水泥含量、压实度、含水率条件下在浸水前后的抗压强度、水稳定性系数、ＣＢＲ，以及回弹模量，以此评价水泥改良高液限土的工程特性。
为１．８６ｇ／ｃｍ。。
化后形成胶凝物质使之强度得到充分发挥。
不同含水率条件下的无侧限抗压强度试验结
果见图２。
２．２试验结果分析选择水泥掺量为４的改良土进行室内击实试验。试验结果见表４。
１．３试验方案与分组
根据各种试验基本要求，结合《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》相关要求，建立４组
试样进行试验，见表３。
表３试验分组情况
收稿日期：２０１３－０９２１
２０１４年第１期
１．２物理性质试验
高液限土的孑Ｌ隙比大，密度小，小颗粒多，而
且分散性较强，加上土中含有少量有机质，因此工
程特性比较复杂，根据土工试验要求，对高液限土
样进行物理性能试验分析，结果见表２。
表２高液限粘土物理性能试验结果
表４试验分组情况
根据试验结果可知，采用水泥改良的土最
佳含水率有所下降，最大干密度提高了０．０５
ｇ／ｃｍ。，水泥在高液限土中和自由水发生反应形成具有较强粘结力的胶凝材料，这样就使其最佳含水率降低，在动荷载作用下，路基土便能保持良好的整体性能。
郭国和：水泥改良高液限土工程特性试验研究
２改良土击实试验
浸水后的无侧限抗压强度都逐渐增加，水泥改良土的强度增长较快，曲线较陡，浸水前的强度曲线相对较缓。在水泥含量小于８．０时，随着水泥
总第２６２期２０１４年第１期
交
通
科
技
ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＳｅｒｉａｌＮＯ．２６２Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２０１４
水泥改良高液限土工程特性试验研究
郭国和
（同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海２０１８０４）
摘要
钊对高液限土含水率大、饱和度高、力学性能复杂等特点，通过室内试验研究了不同水泥
剂量、含水率以及压实度条件下的水泥改良高液限土的工程特性。结果表明，合理的水泥含量及压实度的改良土尢侧限抗压强度和水稳定性系数大；浸水作用会大幅度降低改良土的ＣＢＲ值，压实度越低，浸水后越容易发生松散破坏，强度越低；合理的水泥用量、含水率以及压实度等能够有效提高改良土的回弹模量，改善路基抗变形能力和强度性能。关键词水泥高液限土路基力！学性能
高液限土通常属于较差的路基填料，在公路工程建设过程中，需提高其稳定性、强度以及耐久性能要求，因此通过采取一定的措施对土壤进行改良才能保证其路用性能口］。目前用于路基填土
的改良方式包括物理和化学方法，物理改良包括
土壤颗粒级配一定程度上会影响其比表面积
由表２可见，士体的塑限在３０左右，液限大于５Ｏ，含水率和饱和度高，力学性能复杂。在工程建设过程中，需要对高液限土进行改良后方能用于路基填筑。