典型紅粘土與膨脹土的對(duì)比試驗(yàn)分析-文庫吧
2025-06-03 05:52 本頁面
【正文】 本文針對(duì)研究中的不足與實(shí)際工程的需要，通過貴港紅粘土、荊門弱膨脹土與中膨脹土的室內(nèi)試驗(yàn)研究，對(duì)紅粘土與膨脹土的物理性質(zhì)指標(biāo)、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)、原狀樣與擊實(shí)樣強(qiáng)度的水敏性特征以及礦物成分影響下的土體脫濕、吸濕速率的異同點(diǎn)進(jìn)行了初步的探討，為進(jìn)一步掌握紅粘土與膨脹土的相互關(guān)系以及這 2 種特殊土各自的工程力學(xué)特性提供了幫助。2 基本物理力學(xué)性質(zhì) 本試驗(yàn)的紅粘土樣取自廣西貴港三零七單位西側(cè)場(chǎng)地的網(wǎng)紋紅土層。貴港屬炎熱潮濕的亞熱帶氣候，碳酸鹽巖經(jīng)風(fēng)化殘坡積與紅土化作用而形成的紅粘土風(fēng)化殼發(fā)育良好，具有明顯的垂直分帶性[4]。所取土樣呈紅褐色，含有大量黃色斑塊，土質(zhì)細(xì)膩光滑，無砂感，無殘余巖塊，天然網(wǎng)狀裂隙非常發(fā)育。弱膨脹土與中膨脹土取自湖北省襄荊高速公路沿線荊門段。其中，弱膨脹土為灰褐色，硬塑狀態(tài)，裂隙較為發(fā)育，含較多鐵錳結(jié)核，局部見灰白色填充物；中膨脹土呈褐黃色，硬塑狀態(tài)，含鐵錳結(jié)核，局部見灰色填充物。3 種土的基本物理性質(zhì)指標(biāo)、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)、顆粒與礦物組成分別見表 1～3。 本文所選紅粘土與膨脹土的土樣是具有代表性的。從脹縮性指標(biāo)來看，貴港紅粘土的自由膨脹率為 49%，收縮系數(shù)為 ，體縮率為 %，與荊門弱膨脹土指標(biāo)相接近。但顯然紅粘土與膨脹土在另一些指標(biāo)上具有明顯的差異性。例如：荊門膨脹土具有比較高的天然含水量、孔隙比、液限、塑限與塑性指數(shù)，但貴港紅粘土的這些指標(biāo)較膨脹土更高(表 1)。同時(shí)，貴港紅粘土又表現(xiàn)出較高的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、直剪強(qiáng)度和較低的壓縮系數(shù)等良好的力學(xué)特性(表 2)，這一矛盾現(xiàn)象是紅粘土區(qū)別于膨脹土的重要特性之一。一些研究已證實(shí)紅粘土這一特性是由紅土化過程中形成的游離氧化鐵的膠結(jié)結(jié)構(gòu)所引起的[5～8]。 表 3 為貴港紅粘土、荊門弱膨脹土與中膨脹土的顆粒組成以及礦物組成。表中同時(shí)列出貴陽紅粘土相應(yīng)指標(biāo)以作對(duì)比?？梢娂t粘土與膨脹土的顆粒組成與礦物組成具有明顯差異：(1) 紅粘土粘粒含量很高，并以高嶺石為主，極少或不含有碎屑礦物；而膨脹土中粘土礦物含量明顯低于紅粘土，并且含有大量石英與一定量的長(zhǎng)石?？梢酝茢噘F陽、貴港紅粘土的風(fēng)化程度要明顯高于荊門膨脹土；(2) 紅粘土含有一定量的針鐵礦與三水鋁石，這是紅土化過程中脫硅富鋁鐵所致，是荊門膨脹土所不具有的；(3) 從礦物學(xué)角度來看，膨脹土的脹縮性主要?dú)w因于蒙脫石和蛭石等親水礦物的作用。荊門膨脹土中蛭蒙混層與蛭石含量較高；而貴陽、貴港紅粘土含有一定量的蛭石，卻未發(fā)現(xiàn)蒙脫石或蛭石與蒙脫石的混層。3 原狀樣脫濕過程的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 貴港紅粘土、荊門弱膨脹土與中膨脹土的原狀樣在室溫條件下(平均溫度與相對(duì)濕度分別為 20℃和 65%)緩慢脫濕，當(dāng)含水量降至 6
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