硫酸鹽環境中塑性指數對灰土強度的影響研究★

應 賽

(長江師范學院土木建筑工程學院，重慶 408100)

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·巖土工程·地基基礎·

硫酸鹽環境中塑性指數對灰土強度的影響研究★

應 賽

(長江師范學院土木建筑工程學院，重慶 408100)

通過一系列無側限抗壓強度試驗，研究了不同含鹽量下土料Ip對二八灰土強度的影響規律，結果表明，試樣強度隨著土料Ip值的增大而增大，且呈先慢后快的增大趨勢，試樣強度隨著含鹽量的增大而減小，土體Ip越大，土體強度受含鹽量影響也越大。

灰土，塑性指數，硫酸鹽漬土，抗壓強度

石灰可作為固化劑直接與土拌和，制成二八灰土，灰土工藝簡單、造價低廉，養護后具有一定強度和隔水能力，廣泛用于處置不良地基土，提高地基、路基承載力，在西北地區處理濕陷性黃土和鹽漬土具有良好效果[1]。土體塑性指數反映了土體可塑性的大小，且與土中粘粒含量成正相關關系[2]，粘粒含量越多，土體的比表面積越大，物理化學性質越活躍，對土體的強度和變形特性有很大影響[3]，所以塑性指數是土體重要的物理狀態指標，本文針對硫酸鹽環境中土料塑性指數對二八灰土強度特性影響規律進行了試驗研究，以期為硫酸鹽漬土地區地基、路基的設計提供依據。

1 試驗簡介

1.1 試驗材料

試驗中用的土料取自蘭州理工大學西校區附近黃土，石灰采用消石灰粉，屬于鈣質優等品。

1.2 試驗內容與條件

本試驗土料選取三種黃土，Ip值分別為5.3，8.1，9.9，石灰與土料按2∶8(體積比)的比例拌和均勻，根據GB/T 50123—1999土工試驗方法標準[4]在最優含水量下制備試樣，試樣為圓柱體，底面直徑61.8 mm，高125 mm，試樣制備完成后，將試樣放置在含水量為6%左右的黃土中養護10周，然后取出浸泡在含鹽量分別為0%，1%，3%，6%，9%，12%的飽和鹽漬土中(含水量約為34%)，3周后取出進行無側限抗壓試驗。

2 試驗結果與分析

表1匯總了不同土料拌制的二八灰土在各環境土含鹽量下的無側限抗壓強度值，將二八灰土強度—土料Ip值關系曲線和二八灰土強度—環境土含鹽量關系曲線分別繪于圖1，圖2。

圖1表明，試樣強度隨著土料Ip值的增大而增大，且增大的趨勢先慢后快，Ip在5.3～8.1區間，試樣強度增速較慢，Ip在8.1～9.9區間，試樣強度增速較快。土體塑性指數越大，說明土體中粘粒含量越多，土體的粘聚力也越大，強度越高，而且土體中粘粒含量越多，說明土體中的活性成分越多，土顆粒的比表面積越大，從而摻入石灰與土體的相互作用越強烈，增強了石灰與土的離子交換作用與固結作用，提高了土體強度。圖2表明，隨著含鹽量的增大，試樣強度不斷減小，這是由于試樣的含水量較低，浸泡在飽和硫酸鹽漬土過程中，鹽溶液不斷進入試樣內部，在這個過程中，試樣不斷吸水，硫酸鈉不斷從鹽溶液中結晶析出，固相體積增大到原來的3倍以上，從而在試樣內部產生巨大的膨脹力，該膨脹力會使土體的結構破壞，以致試樣的強度顯著降低[5]。從圖2可以看出，二八灰土強度與環境土含鹽量滿足直線關系：y=ax+b，將圖2數據進行擬合可以得到，當土體Ip=5.3時，二八灰土強度與環境土含鹽量滿足直線關系y=-16.365 4x+444.387 9，相關系數R2=0.921 1，當土體Ip=8.1時，二八灰土強度與環境土含鹽量滿足直線關系y=-18.514 3x+486.657 1，相關系數R2=0.914 8，當土體Ip=9.9時，二八灰土強度與環境土含鹽量滿足直線關系y=-27.606 0x+687.297 7，相關系數R2=0.944 9，可以看出，隨著Ip增大，擬合曲線方程中a值不斷減小，b值不斷增大，說明當Ip越大，土體強度越高，但受含鹽量影響也越大。

表1 不同土料配制的二八灰土強度值 kPa

3 結語

試樣強度隨著土料Ip值的增大而增大，且增大的趨勢先慢后快，試樣強度隨著含鹽量的增大而減小，且滿足直線關系：y=ax+b，隨著Ip增大，a值不斷減小，b值不斷增大，說明當Ip越大，土體強度越高，但受含鹽量影響也越大。

[1] 應 賽.硫酸鹽環境下兩類灰土強度特性研究[D].蘭州：蘭州理工大學,2014.

[2] 吳 宏,劉銀寶.土的分類中塑性指數與黏粒含量的關系[J].中國市政工程,2008(1):62-63.

[3] 陳鐵林,周 成,沈珠江.粘土變形特性分析[J].巖土力學,2004,25(4):522-528.

[4] GB/T 50123—1999，土工試驗方法標準[S].

[5] 孫華銀,應 賽,李滟浩,等.硫酸鹽環境中二八灰土強度影響因素研究[J].甘肅科學學報,2015,27(5):76-79.

Research on effect of plasticity index on strength of lime-loess in saline soil environment★

Ying Sai

(SchoolofCivilandArchitecturalEngineeringofYangtzeNormalUniversity,Chongqing408100,China)

Through a series of unconfined compressive strength tests, the effect rule of soilIpon 2∶8 lime-loess strength in different salt contents was studied. The test results show that the 2∶8 lime-loess strength increases with the increase of soilIp, and the growth appears first quick back slow trend, the 2∶8 lime-loess strength decreases with the increase of salt content, the strength of soil with largerIpis more sensitive to salt content.

lime-loess, plasticity index, sulphate saline soil, compression strength

1009-6825(2016)28-0063-02

2016-07-24 ★ :長江師范學院校級科研項目(項目編號：2014QN034)

應 賽(1989- )，男，碩士，助教

TU435

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