黄土石灰墙怎样粉刷

1.3　试验结果分析

（1）击实试验

土在反复荷载作用下体积减小，密度增加的性质称为土的压实性。在试验室研究土的压实性质是通过击实试验完成的。击实试验是测定试样在标准击实功作用下含水率与干密度之间的关系，从而确定该试样的最优含水率和最大干密度。本试验采用的是重型击实标准，试样制备采用干法，击实试验结果见表1。

表1　击实试验结果

从试验结果可以看出：随着石灰掺入量的增大，最大干密度逐渐减小，最优含水率逐渐增大，且最大干密度比黄土小，最优含水率比黄土大。出现上述结果是因为试验过程中将石灰与土拌和后，基于细小颗粒的凝聚和絮凝，土的结构即刻发生变化，成为较大颗粒，这种变化影响了土的压实性能，同时由于石灰与土的水化反应消耗了一部分水分，因此石灰的加入不会降低颗粒间的摩阻力^［3］。

（2）界限含水率试验

本试验采用液、塑限联合测定仪测定黄土及改良黄土的液限、塑限，并得到塑性指数，重塑黄土的液限含水率w_L＝26.0％，塑限含水率w_P＝15.7％，塑性指数I_P＝10.3％，试验结果如图1所示。

图1　改良黄土的液、塑限随石灰用量的变化

可以看出，石灰土的塑性指数随石灰掺入量的增大而减小，其原因是石灰土塑限的提高所致。所以在黄土中加入一定量的石灰后，塑性显著降低，亲水性大大减弱，工程性质得到改善。

（3）压缩试验

压缩性（刚度）是土的一个重要的力学性质指标。适当的路基刚度既能在上部荷载作用下不产生过量的有害变形，也不产生过大的接触面应力，减少结构或构件发生破坏的概率，延长其使用寿命^［4］。

通过对不同石灰掺和比的石灰改良土标准养护28d、90d后的试样（在各自的最优含水率下制备）进行压缩试验，可以获得压缩系数和压缩模量。试验分六级加荷，分别为50kPa、100kPa、200kPa、300kPa、400kPa、800kPa。试验仪器采用南京土壤仪器厂生产的WG－1A型三联固结仪，试验结果见表2。

表2　石灰改良黄土的压缩特性

可以看出：石灰改良土的压缩系数都小于0.1MPa^－1，属于低压缩性土，符合高速铁路路基的要求，有利于线路的平稳和高速列车的安全运行。

（4）强度特性试验

强度特性试验的石灰掺和比为3％、5％、7％、10％，分别在不同围压（σ₃＝25kPa、50kPa、100kPa、150kPa）、压实系数η＝0.95下做三轴剪切试验以及无侧限抗压强度试验。对于非饱和状态的试件做不固结不排水三轴剪切试验（UU），对于饱和状态的试件做固结不排水三轴剪切试验（CU），用以模拟一般状态和降雨时等作用下路基填料处于高含水率状态。试验结果如表3所示。

表3　石灰改良黄土的抗剪强度指标（η＝0.95）

续表3

①龄期对改良黄土强度的影响

非饱和状态下，重塑黄土以及3％、5％、7％、10％等掺合比的石灰改良黄土的无侧限抗压强度与龄期的关系如图2中所示。

2　改良土无侧限抗压强度随龄期的变化

可以看出，随着龄期的增加，石灰改良黄土的强度在不断增加。石灰的水化反应是一个缓慢的物理、化学过程，石灰改良黄土具有早期强度低的特性，但7d的无侧限抗压强度基本都大于500kPa。本次研究中发现，无论是饱和状态还是非饱和状态，黏聚力c和无侧限抗压强度随龄期的增长而增大，7～28d和28～90d石灰黄土的强度增长都很快，且增长率基本相同；90～180d非饱和状态下石灰黄土强度仍有很大程度的增长，饱和状态下强度的增长速度减缓。

②掺和比对改良黄土强度的影响

从表3和图2可以看出，黄土经过石灰改良后强度指标明显提高，相同条件下，石灰改良黄土的强度随着石灰掺量的增加而增大。非饱和状态下，5％石灰黄土28d时的无侧限抗压强度已大于1MPa，饱和状态下的强度也达到了0.7MPa，能够满足高速铁路路基基床底层的要求，出于经济考虑，现场试验时石灰改良黄土的掺和比取5％。

③压实系数对改良黄土强度的影响

为控制路基填筑质量，必须掌握填料的压实特性，压实系数是影响压实特性的重要因素，改良黄土的力学特性也与压实系数有关。对3％、5％、7％的石灰改良黄土试样按η＝0.92、0.95进行制样，在标准条件下养护28d后，进行了三轴不固结不排水剪切试验，试验所得的抗剪强度指标见表4所示。

表4　不同压实系数下的改良土抗剪强度指标

可见在围压、掺和比以及养护条件及龄期相同的条件下，随压实系数的增加，试件抗剪强度指标随之增加，其中内摩擦角增长幅度较小，而黏聚力增长较明显。所以在其他条件相同的情况下，压实系数大的试件其强度值较高。

④含水率对改良黄土强度的影响

由表3可以看出：石灰改良黄土强度随含水率增大而减小，但灰土的软化系数远大于重塑黄土，这说明石灰黄土的水稳定性明显好于重塑黄土。虽然随含水率的增加石灰黄土的强度在减小，但在相同含水率下，石灰黄土的强度随掺和比和龄期的增长而增大，即使在饱和状态下，当掺和比达到一定量时，石灰黄土的强度（T＝28d）指标仍然较大，可以满足工程需要。

（5）干湿循环试验

表5是η＝0.95的5％、7％石灰改良黄土在标准条件下养护28天后，在干湿循环次数为0次、1次、5次、10次下的抗剪强度指标。

表5　不同循环次数下的改良土抗剪强度指标

可以看出：干湿循环1次时，无侧限抗压强度明显减小，但随着干湿循环次数的增加，石灰改良黄土的无侧限抗压强度逐渐增大。经分析认为，随着循环次数的增加，龄期也在增加，到第5次、10次循环时，龄期对黏聚力的影响就比循环次数的影响显著，因而无侧限抗压强度呈增长趋势。