膨胀土化学改良现状及其展望
浅谈膨胀土改良方法
浅谈膨胀土改良方法摘要：膨胀土一直以来就是困扰水利工程施工的一项世界性难题。
由于地质条件的不同，膨胀土的处理改良方法也各不相同。
本文是在大量膨胀土改良相关文献的基础上，概括总结了近年来膨胀土改良的常用方法，对石灰、粉煤灰及阳离子添加剂等改良方法进行了详细的阐述，并指出了当前膨胀土处理方面所存在的问题。
关键词：膨胀土；改良；方法0引言膨胀土是土中粘粒成分，主要由亲水性矿物（如蒙脱石、高岭石等）构成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性。
其性质极不稳定，常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏，危害性很大。
目前，膨胀土改良方法的研究主要有物理方法改良、化学方法改良、生物技术改良等。
1 物理改良方法1.1 包边法包边法填筑膨胀土路堤是在堤身两侧用正常土包边，直接用开挖膨胀土填芯的一种经济环保的路基修筑方法。
膨胀土遇水后强度大大降低，但是在干燥时膨胀土有较高的强度，所以只要控制水分不进入膨胀土区域即可保证膨胀土强度的稳定性和安全性，从而保证路基的稳定和安全营运。
1.2 掺纤维法掺纤维改良膨胀土是往膨胀土中加入人工纤维，其改良机理是由于基体吸水膨胀时，纤维和基体的界面产生切应力，从而限制膨胀土体的进一步膨胀变形，对土体起到约束作用。
利用土中添加纤维起加筋作用，能有效抑制膨胀土的膨胀，减少膨胀土的膨胀力和膨胀率，显著提高土体无侧限抗压强度、凝聚力和内摩擦角。
纤维对膨胀土收缩性质有明显改良，可显著降低纤维土的收缩性。
1.3 风化砂改良法将风化砂按照一定的配合比例掺入膨胀土中，经过拌合之后形成改良土样，根据改良理论和实验研究，综述掺砂改良膨胀土的机理主要有：（1）增大了膨胀土中粗颗粒含量，达到减小膨胀量的效果；（2）改变了膨胀土的密实特性，增大空隙率，减小膨胀土的膨胀量；（3）增大了膨胀土颗粒与颗粒之间的摩擦力，利用颗粒与颗粒之间的摩擦力抵消一部分膨胀力，达到降低膨胀量的效果；（4）增大初始含水率，使膨胀土在施工时处于一个高含水率状态，从而达到降低膨胀量的效果。
膨胀土改良
摘要膨胀土土木在工程中十分常见，膨胀土的特征十分复杂，它具有吸水膨胀失水收缩的基本特性，直接使用膨胀土填筑或建筑物直接建造在膨胀土上都是不符合规范要求的，以前由于对膨胀土的特性认识不清楚，而导致发生的工程事故比比皆是。
膨胀土是影响道路及其他构造物建设的一种特殊土质，在实际工程中，处理不好其破坏力是巨大的。
不同的填料其性质都不相同。
其性质与构成其结构颗粒的形状、大小、矿物成分有关，既要重视又不能忽视，既要分析内因又要研究外因，改良就要从本质上改变其物质结构，改善其颗粒构成，从而改变其物理力学性能。
所以我们今天把膨胀土的改良列为一个课题进行研究，把改良前后的数据进行分析和总结，使我们能够清楚的认识膨胀土，本篇文章第一篇从膨胀土的定义，特性（一般特性，物理特性，膨胀特性，野外特性），判别方法，膨胀土的分类，在膨胀土地区建造建筑物的措施，危害改良的方法。
第二篇列举事例，试验的项目工艺，方法，从试验前后的数据进行分析，帮助我们更好的了解膨胀土。
膨胀土改良加快了施工进度，赢得了效益。
通过改良，大大缓解了填料来源的需求，充分利用了资源，降低了工程造价，同时将一些荒岗改造成农田，鱼塘，也为经济发展做出了巨大的贡献。
膨胀土并不可怕，只要我们找到一个准确的改良方法，我们就可以战胜它。
关键词：膨胀土特征改良总结土木工程膨胀土改良第一篇膨胀土的概述1.膨胀土的特性，判别与分类1．1.膨胀土的定义与危害(1)定义:膨胀土是一种具有膨胀性矿物成分包含蒙脱石及伊利石、高岭石、绿泥石等亲水性的高塑性粘土。
膨胀土应是土中粘粒成分只要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形的粘土。
具有较大往复膨胀变形的高塑性粘土。
由于膨胀土的液限、塑限、塑性指数较大，压缩性偏底，在天然含水量的情况下较坚硬，容易被施工人员忽视，一但遇水就膨胀，强度骤减；失水就干缩，形成裂隙，对工程建设潜在着严重的破坏性，很容易产生流坍、坍塌、滑坡、开裂、膨胀、松散、剥落等病害。
膨胀土改良及生态修复技术研究进展
表 １ 膨 胀 土 的 传 统 治 理 措 施
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４—０ ９—０ ９
基金项 目： “ 十 二 五 ” 国家 科 技 支 撑 计 划 （ ２ ０ １ １ Ｂ Ａ Ｄ １ ７ Ｂ ０ ４—１ ） ； 水利部 行业公 益项 目（ ２ ０ １ ４ ０ １ ０ ７ ５ ） ； 河 南 省 农 科 院 科 研 发 展 专
诸 多 危 害 等 问题 ， 提 出 了 从 生 态 修 复 的 角 度 来 改 良膨 胀 土 ， 展 望 了膨 胀 土 改 良 的 重 点 和 方 向 ： 膨 胀 土 无 机
改 良或 复 合 液 改 良与 膨 胀 土 的 生态 修 复 相结 合 以 及 后 期 管 理 技 术 研 究 等 ． 关键 词 ： 膨胀土 ； 改 良； 生态修复 ； 展 望
表 １ ．
土地 区 修 筑 铁 路 的经 验 为 “ 逢堑 必滑、 无 堤 不
坍” ． 这种 破 胡 、 作 用 具 有 长 期 存 在 和反 复性 等 特 点， 膨胀 土 被 称 为 “ 工程 界 的癌 症 ” ， 膨 胀 土 问题 严 重 地影 响 和制 约 了我 国众 多大 型 建 设 工 程 的选 址 、 顺 利 实施 和 国民经 济 的健 康 发 展 ． 为 了确 保 建 筑 物
第３ ５卷 第 ５期
１ 治理 膨 胀 土 的 主要 传 统 技 术
在膨 胀 土 治理 的过 程 中 ， 传 统 治 理 膨 胀 土 的 技
术 主要采 用全 封 闭 的刚 性 防 护 ， 即浆 砌 片石 满 铺 防 治、 混凝 土六 角块 满铺 防 护 、 土 钉墙 等 ． 刚性 防 护能
阻止 降水 被非 饱 和土 吸收 ， 降低 土体抗 剪 强度 ． 传统
浅析膨胀土路基路面施工技术与改良措施
浅析膨胀土路基路面施工技术与改良措施摘要：在公路建设中，膨胀土路基路面的施工一直是个技术难题。
由于其具备一定的不良特性，因此造成的工程问题也时有发生。
虽然历经了50多年的技术研究，时至今日，世界各国依然无法杜绝公路建设中膨胀土所引起的工程质量问题，故障时有发生，经济损失十分巨大，因此如何降低膨胀土路基材料膨胀性也成为众多业界人士关注的问题。
关键词：膨胀土；路基路面；施工；改良措施一、膨胀土的物理性质及力学性质分析膨胀土按粘土矿物分类，可以归纳为两大类：一类以蒙脱石为主，另一类以伊力土和高岭土为主。
蒙脱石粘土在含水量增加时出现膨胀，而伊力土和高岭土则发生有限的膨胀，引起膨胀土发生变化的条件，分析概述如下：1.1含水量膨胀土具有很高的膨胀潜势，这与它含水量的大小及变化有关。
如果其含水量保持不变，则不会有体积变化。
在工程施工中，建造在含水量保持不变的粘土上的构造物不会遭受由膨胀而引起的破坏。
当粘土的含水量发生变化，立即就会产生垂直和水平两个方向的体积膨胀。
含水量的轻微变化，仅1%-2% 的量值，就足以引起有害的膨胀。
1.2干容重干容重是膨胀土的另一重要指标，粘土的干容重与其天然含水量是息息相关的。
γ=18.0KN/m3的粘土，通常显示很高的膨胀潜势。
1.3力学性质在工程地质中，这种粘土的膨胀现象很普遍，我们通过土工实验，得出粘土的力学指标，以供土质力学上的计算。
通常对膨胀土的力学分析，主要是对其膨胀潜势和膨胀压力的研究后得出的。
膨胀潜势：简单的讲，就是在室内按AASHO 标准压密实验，把试样在最佳含水量时压密到最大容重后，使有侧限的试样在一定的附加荷载下，浸水后测定的膨胀百分率。
膨胀率可以用来预测结构物的最大潜在的膨胀量。
膨胀量的大小主要取决于环境条件，如润湿程度。
润湿的持续时间和水分的转移方式等。
因此，在工程施工中，改造膨胀土周围的环境条件，是解决膨胀土工程问题的一个出发点。
膨胀力，也就是膨胀压力。
石灰、粉煤灰改良膨胀土的机理和展望
石灰、粉煤灰改良膨胀土的机理和展望论文导读：膨胀土是一种具有吸水膨胀，失水收缩的黏性土，其主要粘土矿物成分是蒙脱石和伊利石，或伊利石—蒙脱石。
粉煤灰是燃煤电厂中，随烟气从锅炉尾部排出的，经除尘器收集下来的固体颗粒状材料，简称飞灰或灰，是燃煤电厂的排除的主要固体废物。
石灰石一种无机的胶结材料，既能在空中硬化，也能在水中硬化。
关键词：膨胀土，胀缩机理，石灰，粉煤灰，改良机理1前言1.1膨胀土的定义膨胀土是一种具有吸水膨胀，失水收缩的黏性土，其主要粘土矿物成分是蒙脱石和伊利石，或伊利石—蒙脱石。
应该指出的是吸水膨胀和失水收缩是黏性土的共性，亦是其区别于非粘性土的主要特性之一，只有当黏性土的胀缩性增大到一定程度，产生膨胀压力或收缩裂缝，并足以危害建筑物的稳定与安全时，才可将其作为一种特殊土从土中独立出来，称“膨胀土”。
2.2膨胀土的分布在我国膨胀土分布很广，如云南、广西、贵州、湖北、湖南、河北、河南、山东、山西、四川、陕西、安徽等省区不同程度地都有分布，其中尤以云南、广西、贵州及湖北等省区分布较多，具有代表性。
膨胀土一般分布在二级及二级以上的阶地上或盆地的边缘，大多数是晚更新世及其以前的残坡积、冲积、冲积物，也有新第三纪至第四纪的湖相沉积物及其风化层；个别分布在一级阶地上。
2膨胀土的工程性质2.1胀缩机理双电层理论认为：黏粒表面带有一定量的负电荷，由于静电引力的作用，孔隙水溶液会吸引水中的阳离子到土粒表面上来。
带有负电荷的黏土矿物颗粒表面与吸附的水化阳离子层合起来成为双电层。
双电层内的离子对水分子具有吸附能力，被吸附的水分子在电场力的作用下定向排列，在黏土矿物颗粒的周围形成表面结合水（水化膜）。
由于结合水膜增厚“楔开”土颗粒，从而使固体颗粒之间的距离增大，导致土体膨胀。
2.2胀缩效应在深层没有经历风化的天然状态下，膨胀土的强度高，压缩性低。
当膨胀土被人为扰动或暴露、近地表时，将导致土中含水量的变化，由于其水稳定性极差，土中水分的吸收或流失将使其体积和强度、变形性质发生强烈变动。
膨胀土改良土质处理方法
膨胀土改良土质处理方法
膨胀土是一种由于含有较多的粘土矿物而形成的土壤类型。
由于其特殊的物理性质，膨胀土在建筑、道路、桥梁等领域有着广泛的应用。
但是，由于膨胀土的固结度较低，容易发生沉降和变形等问题，因此需要进行改良处理。
目前，膨胀土的改良处理方法主要有以下几种：
1. 添加石灰石粉：石灰石粉可以与膨胀土中的粘土矿物反应生成钙硅酸盐，从而提高土壤的抗压强度和稳定性。
但是，过多的使用石灰石粉会导致土壤变得过于干燥，影响植物生长。
2. 添加有机物质：有机物质可以改善土壤的结构和通气性，促进植物生长。
但是，如果有机物质含量过高，会导致土壤过于肥沃，影响植物的根系发育。
3. 深耕松土：深耕松土可以增加土壤的透气性和保水性，促进植物生长。
但是，如果深耕过度，会导致土壤结构破坏，影响植物的生长和发展。
4. 热处理法：热处理法是通过加热膨胀土使其膨胀后再进行冷却处理的方法。
这种方法可以改善土壤的物理性质，提高其抗压强度和稳定性。
但是，热处理法需要消耗大量的能源，成本较高。
综上所述，膨胀土的改良处理方法需要根据具体情况选择合适的方法。
在实际应用中，可以采用多种方法相结合的方式进行改良处理，以达到最佳的效果。
同时，也需要加强对膨胀土的研究和开发，探索更加高效、经济、环保的改良处理方法。
膨胀土判别与改良方法研究现状综述
河南建材2019年第2期膨胀土判别与改良方法研究现状综述凡超文任俊玺李宝宝张旭河南大学土木建筑学院（475004）摘要:文章着重对目前主要适用的膨胀土分类判别方法及针对膨胀土不良工程特性所使用的几种改良方法进行详细介绍，为膨胀土施工及进一步研究提供参考。
关键词:膨胀土；判别方法；改良方法；工程特性0引言膨胀土具有干胀湿缩等不良工程特性,使得膨胀土分布地区的工程建设面临着各种各样的工程问题[1-3],处理不当会对工程造成严重的危害,甚至危及人们生命安全。
因此,膨胀土的判别分类及处治改良便成为了膨胀土地区工程建设所要面临的首要问题。
针对这一问题,国内外学者提出了许多对于膨胀土分类判别及处治改良的方法。
1膨胀土判别分类方法作为一种不良土质,膨胀土往往是造成膨胀土地区工程建设问题产生的主要原因,只有对膨胀土的膨胀潜势有科学的认知,采取合理有效的处治措施才能避免工程问题的发生,因此需要对膨胀土进行详细的判别分类。
1.1国家标准规范判别法1)按照《膨胀土地区建筑技术规范》要求,通过自由膨胀率、蒙脱石含量、阳离子交换量等对膨胀土进行判别。
2)按照《公路路基设计规范》要求,通过自由膨胀率及标准吸湿含水率进行判别。
3)按照《铁路工程地质膨胀土勘测规则》要求,通过自由膨胀率、蒙脱石含量、阳离子交换量对其进行详细判别。
1.2矿物判别法矿物鉴别法即使用X射线衍射(XRD)、X射线能谱(EDX)、电镜扫描(SEM)等技术手段来通过对膨胀土中的黏土矿物成分及其含量对膨胀土的膨胀性进行判别,比如使用矿物判别法时,一般以蒙脱石含量作为判别膨胀土膨胀性能的指标。
1.3多指标综合分类判别法多指标分类方法通常以黏粒含量、液限、塑性指数,比表面积、阳离子交换量、自由膨胀率、膨胀总率等其中的几个指标对膨胀土进行分类。
单指标判别法即使用其中的一个指标进行判别,结果较为片面。
其他一些方法,如塑性图判别与分类方法、风干含水率法等判别方法也能对膨胀土的胀缩性能进行良好的判别,但各有不足,目前针对国内膨胀土的分类判别主要以规范为主。
膨胀土加固改良技术研究综述
膨胀土加固改良技术研究综述摘要：本文较系统的综述了目前国内外膨胀土加固改良研究的发展现状，从物理方法，化学方法以及力学方法三个方面对膨胀土治理的技术进行了详细的总结，并提出了膨胀土治理研究几个发展方向。
关键字：膨胀土，加固治理，物理力学，化学治理为减轻膨胀土所诱发的工程灾害和损失，各种加固改良膨胀土的技术方法逐渐被提出并在膨胀土地区得到推广应用。
根据加固机理，目前对于膨胀土的治理方式主要可划分为以下几类[1]：1、物理加固技术“物理加固”的含义通常是指热力加固和电动加固方法，Winterkom通过将土体短期和长期的加热和冷冻，以探究温度效应对膨胀土性质进行改良作用，结果表明，通过加热可以显著提高土体的承载力，减小其水敏性，膨胀性和易压缩性，并且一定程度上减小了土体侧向压力和易崩解特征。
电力加固方法主要是驱除土体中的水分，通常采用发生电流使土颗粒发生运动。
电动加固法可分为三种类型：电渗法，电固化，电化学法。
尽管电力学方法目前更多的是应用于加固软土或非膨胀性土体，但从该加固方法的原理可以看出，其同样适用于膨胀性粘土的加固处理。
2、力学加固方法Kota认为采用机械夯实方法加固膨胀土要求土体本身在击实过程中发生的位移变形量不能过大。
力学加固膨胀土中行之有效的一个方法是在土层中插入某种特殊材料，这些材料结构和膨胀土产生复合作用，提高膨胀土力学强度和抗变形能力。
目前普遍采用的力学加固材料有：塑料或刚性板，复合纤维材料，土工格栅和土工薄膜等。
实践表明，由于各种辅助力学结构物和加固材料的抗衰能力有限，且由于温度，气候等外界影响因素的综合作用下，力学加固长期效果往往并不稳定。
3、化学加固方法化学方法通常从以下三个方面达到加固效果：1、促进土颗粒相互致密连接，从而阻止水分对于土体的侵害，2、降低土颗粒的亲水性，减小粘土颗粒表面吸附结合水层从而使土体始终处于较低的含水状态，3、生成复杂的无机化合胶结物质，提高土后期强度和长期耐久性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
膨胀土化学改良现状及其展望膨胀土因在形貌和工程性质上的特殊性，以及其对工程建筑物所产生的严重破坏作用而引起人们的广泛重视。
据统计，美国由于膨胀土造成的损失每年达几百亿美元，已超过洪水、飓风、地震和龙卷风所造成损失的总和；我国仅铁路每年就需耗资上亿元进行膨胀土地区铁路工程的整治。
然而由于膨胀土组成和结构的复杂性，膨胀土一词的真正含义在1969年第二次国际膨胀土研究会议上才正式给出。
膨胀土工程上的定义是一种由于它的矿物成分对于它的环境变化，特别是湿度状态的变化非常敏感的土，其反应是发生膨胀和收缩，并产生膨胀压力。
矿物学上的定义是膨胀土中主要含有蒙脱石等矿物，这些层状硅酸盐矿物为主的膨润土(或称斑脱土)，吸水后体积可膨胀1O～30倍。
要在膨胀土上建造建筑物，必须对其基础膨胀土进行处理。
常用方法有：换土，喷射桩和化学改良等。
在这些处理方法中，化学改良固化因具有较好的性价比而受到人们广泛重视。
为此，在对膨胀土的胀缩性能和膨胀土的化学改良固化现状进行分析的基础上，对膨胀土的化学改良固化下一步研究进行了展望和探讨。
1 膨胀土的胀缩性能要使化学改良膨胀土具有较好的长期耐久性，必须对膨胀土产生胀缩的原因有深刻的了解。
大量的研究表明，膨胀土的胀缩性能主要与其粘土矿物的组成、结构及其堆聚的微结构有关。
1.1 粘土矿物与胀缩性膨胀土矿物成分包括各种粘土矿物和碎屑矿物，大致有2O种之多，表1是一般膨胀土粘土颗粒中常见矿物成分 ]。
碎屑矿物中大部分为石英、长石(主要为斜长石)和云母等矿物，碎屑矿物大多是粗颗粒的组成物质，在膨胀土中含量有限，对膨胀性能影响较小。
粘土矿物由蒙脱石、伊利石和高岭石及其变体等组成，具有层状或链状晶体构造的含水铝硅酸盐，其共同特点是，结晶度低，晶粒细微，同晶置换现象普遍，胶体特性十分典型；粘土矿物主要是细颗粒的组成物质，在膨胀土中不仅占有绝对优势，而且是决定其“粘土特性”的主要物质基础，从而也是控制膨胀土工程性质的重要内在因素。
各类粘土矿物由于其化学成分、晶格构造及离子交换能力等性质的不同，决定了不同类型粘土矿物彼此之间的特性差异。
大量研究表明，各种粘土矿物组成与膨胀土的物理化学性质与力学性能之间的相关关系，大致存在着一般规律。
蒙脱石矿物对于膨胀土工程性质的影响尤其具有特别重要的作用。
长江水利水电科学研究院研究表明，当膨胀土中蒙脱石含量达到5时，即可对土的胀缩性和抗剪强度产生明显影响。
倘若蒙脱石含量超过2O～3O时，则土的胀缩性和抗剪强度基本上全由蒙脱石所控制。
蒙脱石是化学成分复杂的一大族矿物，称为蒙皂石族(smectite)，亦称蒙脱石族。
端员矿物蒙脱石属单斜晶系，是由2层硅氧四面体和1层夹于其间的铝(镁)氧(羟基)八面体构成的2：1型层状硅酸盐矿物，结构单位层间为0与0，键力极弱，易被具有氢键极化水分子分开。
另外，蒙脱石晶格的异价类质同晶置换是其最基本、最重要的构造特性，蒙脱石的硅氧四面体和铝氧八面体中的硅、铝离子被其它不等价阳离子(Fe＋3，Fe＋2，Zn＋2，Mg＋2等)所置换，形成层间负电荷，使晶层具有吸附水化阳离子的能力。
同时，蒙脱石的端面破键和八面体片在碱性环境中的离解也会产生负电荷，使蒙脱石具有吸附水化阳离子的能力。
蒙脱石吸附水化阳离子后，晶面间距(co)加大，产生吸水膨胀。
自然界产出的较稳定形式的蒙脱石，单位化学式有2H20时，co＝1.24 nm；有4H20时，co＝1.52nm；高水化状态c。
为1.84～2.14 nm，有时甚至可达4.8nm左右。
蒙脱石层间吸附的阳离子是可交换的，能与土颗粒周围溶液中的阳离子进行等物质量的交换。
不同的阳离子使得蒙脱石的吸附性能不同，含高价阳离子的蒙脱石处在塑性体－流体的过渡阶段，较一价阳离子蒙脱石水化能高，吸水速度快，吸水量大，膨胀率高，在低湿状态的样品尤为明显；但进入分散状态时则不然，此时吸水膨胀性能受晶格的离解程度制约，高价阳离子比一价阳离子具有较大的倾向把粘土矿物维系在一起，含高价交换离子的蒙脱石晶格的离解程度较含一价交换阳离子的蒙脱石晶格离解度低，吸水量少，最终吸水率也低。
但一价离子中钾离子是一个例外，可能是因为它的大小和配位数允许它紧密地填人粘土矿物表面氧的六角形网眼中，可加强层间连结，减少吸水量，氨离子的作用与钾离子类似口。
有机阳离子和有机极性分子也能显著地影响蒙脱石的吸附性能。
Gleseking报道说，当蒙脱石粘土用多种有机阳离子饱和后，其吸水膨胀性能就将失却，这些阳离子吸附在蒙脱石底面上。
Hendricks指出，吸附有胺离子的蒙脱石吸附水分的数量同根据总表面与被胺离子遮盖的一部分表面之差而推断出蒙脱石吸附水分数量非常接近。
总之，层间吸附的阳离子使得蒙脱石的吸水膨胀性能表现出较大的差异。
粘土矿物中伊利石的晶体构造与蒙脱石相似，同样由2层硅氧四面体和1层铝氧八面体组成，所不同之处是在2个晶胞之间因吸附钾离子而使联接力增强，结晶格架的活动能力较蒙脱石低，而使一部分极性水分子可以进入晶层之间，显示弱的胀缩性。
高岭石则是由1层硅氧四面体与1层铝氧八面体组成，2个相邻晶胞之间由联接力很强的氢键相结合，极性分子和交换阳离子均不能进入层间，高岭石分子故一般不具胀缩性。
十分清楚，由化学成分、晶格构造及离子交换能力不同的粘土矿物及吸附不同阳离子的相同粘土矿物组成的膨胀土，其吸水膨胀性能将表现出明显的差异。
1.2 微结构与胀缩性膨胀土的胀缩变形还与其结构相关，结构也是决定和影响土工程性质极其重要的因素，尤其是“结构连结”。
如果说膨胀土的物理化学性质，主要受膨胀土的物质成分所控制，那么膨胀土的收缩性、强度特性以及变形性质，则在很大程度上取决于膨胀土的微结构特征。
组成膨胀土微结构的物质基础主要是细小的粘土矿物颗粒，粘土颗粒呈聚集状，有的以连续的、非定向排列的分布组成粘土基质，即基质状结构。
这些基质状结构胶体特性十分明显，具有较强的吸水膨胀失水收缩性能。
须藤俊男于1960年发现粘土矿物颗粒间的膨胀远大于其层间膨胀。
蒙脱石聚集体SEM 图中呈现出弯曲而起皱的外貌，并可见到卷曲和起翘的现象，有时薄片起翘卷曲张开呈花瓣状结构形态，而伊利石则是扁平颗粒聚集成叠堆状结构。
蒙脱石这种结构有利于其表现胀缩性。
SEM分析还发现，膨胀土是普遍发育有微孔隙和微裂隙的多孔隙粘性土，无论在聚集体内或聚集体间，都普遍分布有各种大小不同、形状各异的微孔隙和微裂隙。
各种微孔隙和微裂隙的存在，决定了膨胀土的孔隙一裂隙介质属性，有利于水的渗入与溢出，为聚集体的膨胀与收缩创造了水分迁移变化的必要条件，使膨胀土粘土矿物吸水膨胀得以发生，产生膨胀破坏成为可能。
另外，有研究证实具有钠离子扩散层的伊利石，也类似蒙脱石赋予粘土一定的膨胀性。
2 膨胀土化学改良现状有关膨胀土化学改良目前使用较多的无机类的固化剂有石灰、水泥等，有机类的有丙烯酸盐系列、聚丁二烯等。
还有使用有机固化剂与无机固化剂复合的方法，也取得了一定效果，如丙烯酸盐与水泥复合、胺基磺酸盐类化合物与石灰复合等。
2.1 无机类固化剂2.1.1 石灰类固化剂石灰对膨胀土所起的有效作用是最早被人类熟知的，在我国长城、古罗马一些道路都曾用石灰来稳定固化土。
当石灰掺入到膨胀土中，土孔隙溶液中Ca 浓度大幅度增加，可置换出蒙脱石等矿物中吸附的水合Na，这个过程可降低粘土颗粒的水膜层厚度，粘土颗粒凝聚作用增加，有利于粘土颗粒间形成较强的结构连结；石灰的溶解析出Ca(OH)2晶体，对石灰土强度的提高也有正面影响。
石灰与土中微细粘粒中活性SiO2和活性Al203。
发生缓慢的火山灰反应，形成水化硅酸钙和水化铝酸钙，对粘土颗粒起到胶结作用，同时可减少具有吸水膨胀性能的粘土矿物含量。
另外，C02直接和Ca(OH)2之间的反应以及CO2在水溶液中和Ca＋2的结合都有助于石灰土强度的形成。
但总的说来，石灰固化的膨胀土水稳定性较差。
AI－Mhaidib等的研究表明，固化膨胀土的石灰掺量有一个最佳范围，针对不同膨胀土参数得出石灰的最佳掺量不同。
膨胀土中掺2%(质量分数，下同)石灰对膨胀性能最为有效，超过2%对膨胀性能起反作用；但根据塑性指数和pH值变化来看，最佳掺量应大于4%；根据无侧限抗压强度实验，最佳掺量应大于8%。
2.1.2 水泥类固化剂泥对膨胀土的改良，主要有以下几个方面的作用：(1)水泥水化反应产生的C—S—H 和C—A—H 凝胶，附着在颗粒表面，具有较强的胶结力，并形成了Ca(OH)2 。
(2)Ca＋2与土颗粒表面吸附离子发生阳离子交换反应，使土颗粒吸水性能改性和团粒化，增加膨胀土的水稳定性。
(3)Ca＋2，OH－渗透进入土颗粒内部，与粘土矿物发生物理化学反应，继续生成上述胶凝物质，可减少亲水性粘土矿物的含量，并提高土颗粒间的连结强度。
许多研究表明，随着水泥掺量增加，改良膨胀土强度有一定增加。
但因水泥水化反应的体积减缩和水化作用消耗粘粒吸附水而引起干燥收缩，当水泥的掺量超过6％时，稳定土的裂缝将显著增加。
随着水泥掺量增加，稳定土的收缩性能变差，而且固化土的经济成本直线上升，因此考虑固化效果和经济成本，改良膨胀土的水泥掺量一般在4％～1O％之间。
2.1.3 工业废渣类固化剂粉煤灰、矿渣等工业废渣配合石灰、水泥也常被用来改良膨胀土。
由于工业废渣在石灰、水泥水化的碱性环境中具有潜在水化活性，人们从经济和环保角度出发，用其来固化、稳定土体，其固化机理与石灰类、水泥类固化剂类似。
用工业废渣加固膨胀土，最大的优点是比较经济和环保，但其早期强度不高，而且通常需要较大的掺量。
2.1.4 水玻璃类固化剂水玻璃由于其在凝胶剂的作用下具有聚合作用，也常被人们用来改良特殊土。
没有加入凝胶剂，水玻璃是不会发生聚合作用的，在水玻璃溶液中加入酸(或水解后呈酸性的盐)后，硅酸根负离子随着溶液中外加酸浓度的增加而逐步与氢离子结合产生聚合而形成凝胶。
反应生成的硅胶沉淀在土颗粒表面，使土颗粒表面形成一层硅酸薄膜，由于硅酸本身具有胶结性，将土颗粒相互胶结起来，而且生成的硅酸凝胶会脱水缩聚，由单分子的结构，最后变成空间结构，把分散的颗粒进一步聚裹成一个整体，提高了土体的强度。
过去所采用的水玻璃固化剂是由水玻璃和酸性反应剂构成的，在强碱条件下发生胶凝固结。
由于胶凝时间不能延长，固化反应不完全，会发生较强的碱性影响，使生成的SiO2胶体逐渐溶出，大大降低其耐久性，所以目前工程上使用的主要是各种改性水玻璃。
如酸性水玻璃，在中性区域凝胶，没有碱溶出，因此不存在碱性水玻璃那种淋滤腐蚀和污染环境现象。
为延长水玻璃的凝结时间，使用铝酸碱金属盐与碳酸钙混合液进行调整，也取得了一定效果。
另外，水玻璃的改性方法还有使用乙二醛、碳酸乙烯酯等。
2.2 有机类固化剂有机固化剂是利用有机聚合物的聚合反应实现对土的固化增强。