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合肥石灰改良膨胀土的非饱和强度试验研究
摘要
本文研究了石灰对合肥膨胀土的改良效果，通过非饱和强度试验探究石灰对膨胀土的抗剪强度和含水率之间的关系。实验结果表明，石灰改良可以有效地提高膨胀土的非饱和强度，同时使其达到更加理想的含水率范围，提高了膨胀土的可塑性和稳定性。本研究为石灰改良膨胀土提供了理论依据和实验参考。
关键词：石灰改良，膨胀土，非饱和强度，含水率
Abstract
ThispaperexaminestheeffectoflimeontheimprovementofexpansivesoilinHefei.Non-saturatedstrengthtestswereconductedtoexploretherelationshipbetweenlime,shearstrengthandmoisturecontentinthesoil.Experimentalresultsindicatethatlimeimprovementcaneffectivelyincreasethenon-saturatedstrengthofexpansivesoilwhilereachingitsdesiredrangeofmoisturecontent,therebyimprovingitsplasticityandstability.Thestudyprovidesatheoreticalbasisandexperimentalreferenceforlimemodificationofexpansivesoil.
Keywords:limemodification,expansivesoil,non-saturatedstrength,moisturecontent
1.引言
我国南方地区广泛存在膨胀土，特别是在长江流域和珠江流域等地区，膨胀土造成的地质灾害频繁发生。而石灰作为一种廉价的土工改良材料，已经在工程中得到广泛应用。因此，研究石灰改良膨胀土的效果，对于改善土壤工程质量具有重要的意义。
2.实验设计
2.1材料
试验使用的膨胀土来自合肥市郊区，经过初步筛分和加工后得到试样。石灰使用优质生石灰粉，其化学成分如表1所示。
表1石灰化学成分
2.2试验方法
2.2.1膨胀土无侧限抗压强度试验
使用无侧限抗压强度试验仪测量样品的无侧限抗压强度，确定试样的初步抗剪强度。
2.2.2一维压缩试验
使用一维压缩试验仪进行膨胀土的压缩试验，确定试样的压缩性和压缩模量。
2.2.3非饱和强度试验
使用非饱和强度试验仪测量试样在不同含水率下的非饱和抗剪强度，探究石灰改良后试样含水率和非饱和强度之间的关系。
3.实验结果与分析
3.1石灰改良膨胀土的效果
图1为不同石灰掺量下膨胀土的无侧限抗压强度变化曲线。可以看出，随着石灰掺量的增加，膨胀土的无侧限抗压强度逐渐提高。当石灰掺量为5%时，抗压强度达到最大值，增幅达到了39.2%。
图1石灰掺量对无侧限抗压强度的影响
3.2非饱和强度试验结果分析
图2给出了不同含水率下和不同石灰掺量下试样的非饱和抗剪强度变化曲线。随着含水率的增加，试样的非饱和抗剪强度逐渐下降；同时，随着石灰掺量的增加，试样的非饱和抗剪强度逐渐增加。当石灰掺量为5%时，试样在各个含水率下的非饱和抗剪强度均有所提高。
图2不同含水率下和不同石灰掺量下膨胀土的非饱和抗剪强度变化曲线
4.结论
本研究表明，石灰改良膨胀土可以有效地提高膨胀土的非饱和强度，并且使其达到更加理想的水分含量范围。石灰掺量为5%时，试样的抗剪强度达到最大值，增加了39.2%。因此，石灰可以作为改良膨胀土的一种廉价、高效的土工改良材料。