石灰改良淤泥质土的试验研究

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1、第14卷第34期2014年12月1671—1815(2014)34-0273-05科学技术与工程ScienceTechnologyandEngineeringVol.14No.34Dec．20142014Sci.Tech.Engrg.石灰改良淤泥质土的试验研究陈一新1，2王保田1，2张永奇1，2陈文轩3(河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室1，岩土工程研究所2，土木与交通学院3，南京210098)摘要以拟建杨林船闸淤泥质土开挖料综合利用作为研究对象，以石灰作为改良剂，对不同掺灰量的改良淤泥质土进行砂化试验、击实试验、界限含水率试验、直剪试验和压缩试验。试验研究结果表明:采用

2、掺石灰的改良方法，能够快速降低淤泥质土的含水率，使土体从块状变成散粒状;随着掺灰量的增加，石灰改良土最大干密度减小，最优含水率增加;掺灰量对液塑限的影响较大;随着掺灰量的增加，石灰改良土的内摩擦角和黏聚力C显著增大，压缩性显著降低。关键词淤泥质土石灰改良砂化抗剪强度压缩性中图法分类号TU447;文献标志码A我国江河下游及沿海地区交通工程建设中不可避免地产生大量的淤泥质土，这类软土具有含水率高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高、渗透性低、灵敏度高等不良工程特性，无法直接为工程所利用。开挖出的大量废弃淤泥质土若不进行有效的利用将造成资源的浪费和环境的污染，如何高效处置这类废弃土是亟需解决的

3、一个问题。对此，前人提出了不少有效的处理方案，化学改良是目前处理淤泥质土的主要方法，如掺石灰、水泥、粉煤灰、石膏、水玻璃等对淤泥质土进行改良固化［1—6］。其中掺石灰是处理淤泥质土最普遍和经济的方法。诸多研究证实石灰改良各种特殊土的效果显著，国内外学者对石灰作为改性剂改良黏性土进行了长期研究，河海大学王保田等对石灰改良膨胀土技术进行了较系统研究［7，8］，为该改良技术在工程上推广应用和有效的量的生石灰后，通过砂化试验、击实试验、界限含水率试验、直剪试验和压缩试验等研究了石灰土的击实特性，液塑限特性，强度特性和压缩特性，为淤泥质土的改良方案选择以及相关淤泥质土工程的设计提供科学依据和参

4、考。1试验材料与方法1.1试验材料淤泥质土取自太仓杨林船闸工地，在实验室中按照《土工试验规程》(SL237—1999)［11］对其的物理性质指标进行了测试，其基本物理性质指标如表1所示。表1试验淤泥质土的物理性质指标Table1Physicalpropertyindexesofmuckysilt质量控制奠定了基础。张义贵等对石灰改良高含水天然含孔隙比水率/%塑限/%液限/%塑性黏粒含比重指数量/%有机质含土质量/%类型率黏土作为路基填料进行了试验研究，认为掺石灰能够快速降低黏土的含水率，使土体从块状变成散粒状，压实后具有低压缩性和高的强度［9］。陈宝等认为不同地区的石灰改良土

5、，由于天然土在结构和化学组成上的差异，以至于在强度、压缩性改善程度和特征规律上会因为土天然特性的不同而有所不同［10］。因此现结合杨林船闸建设的实际情况，以该地区的淤泥质土为研究对象，在淤泥质土中掺入不同2014年7月16日收到第一作者简介:陈一新(1989—)，男，汉族，浙江杭州人，硕士研究生。研究方向:软基处理与地基加固等。E-mail:yixinchen123@163.com。521.2725.351.9272.67563.08CH根据淤泥质土的液限、塑限和塑性指数，可以判断该淤泥质土属于高液限黏土。该土的黏粒(＜0.005mm)含量为56%，超过了50%，而且液限很高，所以其

6、强度低，难以压实，不能直接作为墙后回填土使用，需要晾晒或改良后才能作为回填土料。淤泥质土风干状态如图1～图3所示。通过图1～图3可见:将淤泥质土直接晾晒，由于其渗透性很小，水分很难快速排出，因此在表面的土层干了的情况下，中间的土层仍旧有很高的含水率，不能达到填料要求。为此提出掺拌改良剂(生石灰)的方法来达到减水效果，并改良土料的压实性和力学性质。试验中生石灰作为淤泥质土改良剂单掺。生274科学技术与工程14卷图1表面风干土状态Fig.1ThesurfacestateofsoilafterairdriedFig图2中间土层状态Fig.2Themiddlelayerstate图3中间土捏后

7、状态Fig.3Themiddlelayerstateafterpinching石灰同样取自杨林船闸工地，是未消解的块状生石灰，经测定氧化钙含量73.5%，氧化镁含量2.3%，属Ⅲ级生石灰。为了试验中，生石灰与淤泥质土能充分拌和，试验将块状的生石灰碾磨后过2mm筛后再利用。1.2试验方法所有试验方法均按照水利部《土工试验规程》(SL237—1999)进行。1.2.1试样制备在天然含水率52%的淤泥质土中掺入不同掺灰量的生石灰砂化，掺灰量分别为3%