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高液限粘土工程特性改良的试验研究
高液限粘土工程特性改良的试验研究
摘要：高液限粘土因其极高的液限和塑限，常常在高速公路、轨道交通等工程建设中使用。然而，这种粘土在干缩、抗剪性能等方面存在困难。本研究通过添加聚丙烯酰胺(PAM)和建议的优化配方，对高液限粘土的工程特性进行了改良。实验结果表明，所添加的PAM可以有效增加高液限粘土的抗剪强度、降低其干缩率，优化配方也有类似的效果。该研究为高液限粘土在工程应用中提供了一种改善特性的方法。
关键词：高液限粘土；聚丙烯酰胺；优化配方；工程特性
1.研究背景
高液限粘土因其塑性限、液性限均超过上百为常见土壤之首选。同时也因为其优异的保水性、黏结性以及流动性等特点使其在道路、铁路、隧道、桥梁、水利水电等重大工程中使用广泛。然而，高液限粘土干缩问题严重，难以保证工程地基的长期稳定。同时，高液限粘土流变性质复杂、强度（尤其是剪切强度）低、抗裂性不足等问题亦不容忽视。
2.研究目的
本研究旨在通过添加聚丙烯酰胺（PAM）和在高液限粘土中添加石灰、硫酸钙、氯化钠等探究优化配方方法来改善高液限粘土的工程特性，探讨可行的改性措施，为工程实际应用提供建议。
3.实验方法
3.1实验材料与设备
本实验选用本市常见的高液限黏土作为试样。建议的优化配方：3%的PAM、10%石灰、5%硫酸钙、1%的氯化钠。实验设备包括干燥箱、粘度计、电子天平等。
3.2实验步骤
3.2.1样品制备
将高液限粘土与不同比例的PAM和优化剂配比后混合均匀，将样品调制至工程实际含水量的80%。
3.2.2干缩率测试
将样品制成土柱状，并置于干燥箱中，在不同温度下进行干燥，记录其变形数据，并计算出干缩率。
3.2.3抗剪强度测试
制成沙漏形样品，通过室内直剪试验来测试样品的抗剪强度。
4.实验结果
从干缩率和抗剪强度等方面来看，添加3%的PAM和所提出的优化配方都能显著提高高液限粘土的性能。其中，优化配方中以添加10%石灰效果最显著，其抗剪强度增幅可达到40%，干缩率降低陡峭，最高可达到约60%。
5.结论
本研究探究了通过添加PAM和在高液限粘土中添加不同比例的石灰、硫酸钙、氯化钠等，来改良高液限粘土工程特性的可能性。实验结果表明，所添加的PAM和优化配方对高液限粘土的干缩率、抗剪强度等性能有显著的改善。其中，添加10%石灰的优化配方效果最好，其抗剪强度增幅可达到40%。因此，该研究为高液限粘土在工程应用中提供了一种改善特性的方法。