煤矸石膨胀土路基抗剪强度及CBR变化规律研究

摘要

基于内蒙古地区煤矸石的大量存在和膨胀土的广泛分布，以及煤矸石掺土试验研究和膨胀土改良的研究经验，本研究首次将煤矸石掺入膨胀土中，用于改善膨胀土的工程性质，达到既改良膨胀土又可利用煤矸石的双赢目的。
　　煤矸石取自内蒙古乌海市公乌素煤矿、薛家湾露天煤矿、鄂尔多斯市金阳煤矿。通过煤矸石的组成成分分析、筛分试验、吸水性试验、风化试验、膨胀性试验、压碎值试验测定得到的基本物理力学指标的对比，选取乌海矿区煤矸石作为试验用料；膨胀土取自国道208线集宁到白音查干段，通过自由膨胀率试验、颗粒分析、界限含水率试验测得的指标确定土样为弱膨胀土。
　　按煤矸石的掺量分别为25％、35%、45%加入膨胀土中，在预定压实度为94%、95%、96%下进行直剪试验，测得抗剪强度参数；在预定压实度为92%、93%、94%、95%、96%下进行承载比试验，测定 CBR和膨胀量。
　　通过最小二乘法对直剪试验结果进行了计算分析，研究表明掺加了35%、45%煤矸石的膨胀土混合料的内摩擦角有较大的增加；内摩擦角的变化相对较小；同时建立了煤矸石掺量与抗剪强度参数（粘聚力 c和内摩擦角j）的关系式。
　　通过承载比试验，分析了不同煤矸石掺量的膨胀土混合料的CBR及膨胀量变化规律，随着煤矸石掺量的增加，CBR有较大增加，膨胀量明显降低，其中煤矸石掺量为25%膨胀土的CBR变化较小。另外，通过回归分析建立了 CBR值分别与压实度、煤矸石掺量的关系式。

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1 引言

1.1 研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要的研究内容

2 原材料试验

2.1 煤矸石

2.2 膨胀土

2.3 本章小结

3 掺煤矸石膨胀土抗剪强度变化规律研究

3.1 强度理论概述

3.2 掺煤矸石膨胀土试验设计

3.3 击实试验

3.4 试样制备

3.5 直剪试验

3.6 抗剪强度变化规律分析

3.7 本章小结

4 掺煤矸石膨胀土 CBR 变化规律研究

4.1 CBR 试验方法简介

4.2 试验主要仪器

4.3 试验步骤

4.4 试验结果分析

4.5 本章小结

5 结论与建议

5.1 主要结论

5.2 需要进一步改进与研究的方向

致谢

参考文献

作 者 简 介