高含水量粉质粘土含水量损失影响因素分析

高含水量粉质粘土含水量损失影响因素分析

姜兴洪

（西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010）

【摘要】川南路基填料为中液限粉质粘土，天然含水量高，不能直接作为路基填料，需要掺入无机结合料进行改良，改良的关键在于降低高含水量粉质粘土的含水量。通过研究外加剂种类、掺量，外加剂反应时间对改良土的含水量损失的影响进行分析。试验结果表明：石灰作为外加剂对降低土体含水量的作用比草灰明显；素土中加入外加剂后，含水量总损失量均随着外加剂掺量的增加而增加；外加剂与填土反应相同时间后，石灰作为外加剂改良粉质粘土的效果比草灰明显。

【关键词】改良土；外加剂；含水量损失；石灰；草灰

【中图分类号】TU43【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）18-0235-02

1.前言

在四川地区，平常农家多以柴草做饭、取暖。因而草灰的使用真正意义上达到了变废为宝，环保节能，草灰改良土能用来填筑公路路基基床。此外，工程实践中也常用石灰改良填土。考虑到石灰在改良高塑性粘土所具有的优势，考虑到处治效果、经济性及就地取材的便捷性等方面，对于川南高含水量粉质粘土，试验选择草灰和石灰作为外掺剂，对比这两种外加剂改良的土体含水量损失的影响因素。

2.试验材料及方法

试验所用土样取自泸州市。为了提高改良试验的精确度，所取改良土样需先进行烘干、磨细并过2.0mm细筛，然后根据不同含水量要求，采用干法进行拌制，以待备用。所拌土样均焖料8~10小时，以使土样含水量能够均匀。草灰过5.0mm筛子。石灰采用绵阳市材料市场购买的生石灰粉，干燥且活性强。试验根据草灰，石灰这两种不用的外加剂及不同的掺量和反应时间进行试验，分析得出这两种外加剂对土体含水量损失的影响规律。试验第一步是配制天然含水量下的试验土样；第二步是将试验土样与外掺剂混合均匀，并用塑料袋装好，敞口闷料16h后再测定其含水量。

3.改良土含水量损失试验研究

含水量损失试验是在室温状态下进行的。首先，配制试验土样，保证其含水量与现场土体相近，然后将配制好的两组试验土样分别与不同含量外掺剂均匀混合并用敞口容器装好，草灰掺量依次取10%、20%、30%、40%和50%，石灰掺量依次取2%、4%、6%、8%和10%。模拟现场土体含水量损失状态，焖料15h后测定改良试验土样含水量。试验结果列于表1和表2。素土含水量为天然状态下最不利情况（连续降雨之后）下含水量29%，记为。外掺剂的掺量记为（外掺剂质量/干土质量），土体加入外掺剂后含水量记，焖料15h后的含水量记为，引起的单位含水量损失记为Δ。

图3含水量损失与外加剂掺量关系曲线

试验结果及分析：

（1）根据改良土损失试验结果可以确定出当素土中加入外加剂时，含水量总损失量均随着外加剂掺量的增加而增加，但改良土含水量单位损失均随着外加剂掺量的增加而减小，且外加剂掺量达到一定数值后，改良土含水量单位损失曲线降低率趋于水平。这说明外加剂掺量有个最经济掺量值，在选择外加剂掺量时，应综合考虑多方面因素加以确定。

（2）比较图3中两条改良土含水量总损失曲线，草灰改良土含水量总损失曲线较平缓，草灰改良土含水量总损失随着外掺剂的掺量增加变化较慢。石灰改良土含水量总损失曲线较陡，石灰改良土含水量总损失随着外掺剂的掺量增加变化较快。两者相比较，石灰作为外加剂对于降低土体含水量的作用更明显，更适合于高含水量的粉质粘土改良处治。相比石灰，草灰具有环保经济的优点。

（3）由图3中石灰改良土含水量总损失曲线可以看出，含水量总损失是分段的，石灰掺量小于4%时，石灰改良土含水量总损失的发展趋势大于石灰掺量超过5%时。而草灰掺量以20%为分界点，趋势没这么明显。

图4改良土焖料前后含水量变化曲线

试验结果及分析：

（1）由图4可以看出，两种改良土未焖料之前，二者降低含水量的曲线走势大致相同，其降低含水量幅度基本相同；焖料15h之后，石灰改良土曲线呈现陡降的趋势，草灰改良土曲线走势与未焖料前大致相同，说明石灰作为改良剂的改良土降低含水量的幅度大于草灰作为改良剂。从而可以得出，反应时间对石灰改良土含水量损失较明显，石灰改良土在焖料过程中，会有大量水分损失，草灰改良土在焖料过程中，水分损失较少。

4.结论

（1）在一定范围内，改良剂能加快高含水量粉质粘土含水量损失，含水量总损失量随着外加剂掺量的增加而增加，改良土含水量单位损失均随着外加剂掺量的增加而减小。

（2）不同的改良剂会影响高含水量粉质粘土的水分损失。本试验中，石灰作为外加剂对于降低土体含水量的作用更明显，更适合于高含水量的粉质粘土改良处治。

（3）两种改良剂在加快土体水分损失的掺量都有一个最优掺量，石灰是2%~4%，草灰是10%~40%。

（4）相同条件下，反应时间对石灰改良土含水量损失影响较明显，石灰改良土在焖料过程中，会有大量水分损失。

参考文献

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