幾種摻合劑對網紋紅土填料改良性能試驗研究

陳霞追

1 前言

網紋紅土因其紅色粘土層內含有網紋狀、管狀、蠕蟲狀淺色斑點而得名，在我國南方許多省份均有分布，特別是在湖南發育最完整，分布最廣。當把網紋紅土作為地基處理的基層填筑材料，如建設項目對地基承載能力和沉降變形要求較高，而網紋紅土具有較高液限甚或有時具有弱膨脹性時，須在填料中加入合適的摻合劑以改善其性能。通常通過摻入石灰、水泥、粉煤灰等摻合劑材料以提高土體的工程性能，改良方法的可行性選擇則應通過相關試驗來進行分析論證，本文重點對網紋紅土改良前后的液限、擊實性能、無側限抗壓強度等物理力學指標進行了試驗分析論證。

2 改良土試驗

本試驗用網紋紅土原土取自洞庭湖區常德電廠附近的土料場，其顆粒組成主要為細粒級，粉粒及粘粒含量占到98%以上，具較高液限，呈酸性，作為地基填料加以改良，以期能得到更好的性能指標，以滿足工程技術要求。試驗用摻合劑采用了三種：石灰、水泥（普通硅酸鹽P.O.42.5）、粉煤灰。

按工程設計要求，分別采用不同的摻入比，將摻合劑拌入網紋黏土中混合均勻后，按規程要求制樣試驗，得到成果指標如表1。

表1 改良土試驗成果指標

3 試驗成果分析

3.1 改良土液限與摻合量比較分析

摻合劑拌入填土后，吸收填料中的水份并產生化學反應，改變填料的界限含水率，降低液限指標。但不同的摻合劑以及不同的慘入比能起到的作用也不同，根據表1繪制填料液限與摻合量關系曲線如圖1。

圖1 摻合料液限與摻合量關系曲線

圖2 最大干密度與摻合量關系曲線

從圖1可看出三種摻合劑都能改善填料的液限指標，能降低液限指標達17～20%，效果較好。但隨著摻入量的增大，粉煤灰摻料能較持續降低填料液限，而水泥及石灰摻料有一個合適的摻入劑量（約8～10%），低于此劑量改善液限作用明顯，高于此劑量則改善作用降低，石灰摻量高于10%時摻合料液限甚至有所回升。

3.2 摻合劑對改良土擊實性能指標影響分析

不同的摻合劑及其摻量對網紋土填料的擊實性能影響也不相同，根據表1繪制填料最大干密度與摻合量關系曲線如圖2。

結合成果表及關系曲線圖可分析得出三種摻合劑對網紋紅土的擊實性能指標改變不是很明顯，但表現各有差異，摻水泥的填料最大干密度有所增加，并隨著摻量的增加而增長；摻石灰的填料最大干密度反而有所減小，并隨著摻量的增加而降低；摻粉煤灰的填料隨著摻量的增加，最大干密度指標先是增加，之后又開始降低。

3.3 摻合劑對改良土無側限抗壓強度作用分析

本次試驗依據擊實指標最佳狀態制備試件，并在標準養護室中養護7天后進行無側限抗壓強度測試，由成果表1繪制填料無側限抗壓強度與摻合量關系曲線如圖3。

由圖3可分析得出摻合劑及其摻入量對網紋紅土填料的影響明顯，石灰及水泥摻料的無側限抗壓強度相比網紋原土的強度有了較大增長，并隨著摻入量的增加（限于試驗頻率，最大摻入量不超過12%）而上升，強度最大增長率相比原土達95%；而粉煤灰摻料隨著摻入量的增加，無側限抗壓強度指標先是增加，但存在最佳摻入量，在該摻入量處粉煤灰摻料土的強度最大，之后又開始降低。

圖3 無側限抗壓強度與摻合量關系曲線

4 結論

通過本次試驗，分析論證了石灰、水泥、粉煤灰三種摻合劑對網紋紅土填料改良的性能影響，得出如下結論：

（1）三種摻合劑都能較好地降低填料的液限指標，但隨著摻入量的增大，水泥及石灰摻料有一最佳摻入劑量，低于此劑量改善液限作用明顯，高于此劑量則改善作用降低。

（2）三種摻合劑對網紋紅土的擊實性能指標改變不是很明顯，且表現有差異。

（3）摻合劑及其摻入量對網紋紅土填料強度的影響作用明顯，石灰及水泥摻料的無側限抗壓強度隨著摻入量的增加而增長，粉煤灰摻料存在一最佳摻入量，在該摻入量處粉煤灰摻料土的強度最大，之后強度隨著摻入量的增加而降低。