膨胀土新型改良剂室内试验研究

摘要

膨胀土是一种具有特殊工程性质的区域性粘土。随着我国大规模的基础设施建设，膨胀土对各种工程建设所造成的危害也就显现出来。在众多的膨胀土处理技术中，化学方法由于其良好的性价比而受到工程人员的广泛重视。除了石灰，水泥等传统改良材料，有机化合物作为一类新兴的化学改良材料逐渐进入人们的视线。但因其在国内尚无统一的评价标准，仍处于试验阶段，没有相对成熟的产品出现。为此，本文以有机化合物改良剂作为研究对象并结合工程实际，运用室内试验和理论分析的手段，重点研究不同改良剂对膨胀土的改良效果，初步探讨了其改良作用机理。主要内容如下： 首先，通过对膨胀土的内在胀缩机理及化学改良剂与土相互作用等方面的研究总结，并在前人研究成果的基础上结合现有文献资料，选择了CTMAB，CPAM和(Et)<,4>NB这三种有机化合物作为本次试验所用改良剂。以液塑限和自由膨胀率为衡量标准，分别对不同掺入量和养护期的改良土进行试验，确定了合理的改良剂掺量和养护时间。通过室内试验，对膨胀土改良前后的渗透性，强度，变形特性进行了测定，分析研究了改良土的渗透系数，无侧限抗压强度，无荷膨胀率等指标较未改良土在改良前后的变化情况。同时本文对改良土进行了干湿循环对比试验，结果显示，三种改良土的无荷膨胀率都有明显降低并趋于稳定，无侧限抗压强度有所损失但仍具有一定强度。改良土的水稳定性较素土有了明显增强。其次，通过室内模拟一维土柱渗透改良试验，试验分析了改良剂对模拟天然膨胀土边坡的渗透改良效果，并且初步探讨了现场施工工艺。 最后，本文采用扫描电镜研究分析了改良土微观结构的变化情况，结合三种改良剂的物理化学作用，在土的微观结构层面上分析了改良剂稳定膨胀土的作用机理。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1膨胀土改良的研究意义

1.2国内外研究现状

1.2.1膨胀土的性质研究

1.2.2膨胀土的胀缩机理研究

1.2.3膨胀土胀缩等级的判别分类

1.2.4膨胀土强度及变形研究

1.3膨胀土处理技术研究

1.3.1膨胀土的常用处理方法

1.3.2化学改良膨胀土研究现状

1.3.3目前膨胀土改良处理技术存在的问题

1.4本文研究背景及主要工作

1.4.1本文研究背景

1.4.2本文研究的主要内容

第二章膨胀土改良室内试验研究

2.1膨胀土化学改良的基本思路

2.2不同改良剂的对比试验研究

2.2.1试验用膨胀土的物理性质

2.2.2改良土的液塑限试验和自由膨胀率试验

2.2.3改良剂掺量的确定

2.3改良土的物理力学性质试验研究

2.3.1改良土渗透性能研究

2.3.2改良土强度试验特性研究

2.3.3改良土变形特性试验

2.3.4改良土的水稳定性能试验研究

2.4本章小结

第三章改良剂渗透改良膨胀土边坡的试验研究

3.1渗透改良的机理

3.1.1膨胀土边坡破坏机理

3.1.2改良剂改良膨胀土边坡的作用机理

3.2改良剂渗透改良模拟试验

3.2.1 CTMAB[石灰水]改良剂溶液的配制

3.2.2试样制备

3.2.3试验成果分析

3.3天然膨胀土边坡处理的施工工艺

3.4本章小结

第四章改良土微观结构分析及改良机理研究

4.1引言

4.2改良土微观结构试验研究

4.2.1试验目的

4.2.2试样制备

4.2.2试验仪器

4.2.3改良土微观结构图像分析

4.3改良剂作用机理的研究

4.3.1改良剂的组成及其特性

4.3.2改良剂对粘土表面双电层的作用

4.3.3改良剂对粘土颗粒表面的改性作用

4.4本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢