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典型紅粘土與膨脹土的對比試驗(yàn)分析-在線瀏覽

2024-07-29 05:52本頁面
  

【正文】 脹土在另一些指標(biāo)上具有明顯的差異性。同時,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。 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??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石。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。結(jié)果表明,3 種土樣在相同條件下脫濕,而無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨含水量變化的規(guī)律完全不同(圖 1)。但與此同時,不均勻分布的應(yīng)力會促成土體天然裂隙進(jìn)一步發(fā)育,形成土體強(qiáng)度下降的趨勢。因而可以肯定,在脫濕過程中,土體的強(qiáng)度指標(biāo)在不同含水量范圍內(nèi)的變化規(guī)律不盡相同,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可初步認(rèn)為:脫濕過程中土體的強(qiáng)度在高含水量范圍內(nèi)主要受控于土體的基質(zhì)吸力,而在低含水量范圍內(nèi)主要受控于裂隙性。圖 2 為重型擊實(shí)樣泡水前后的干密度含水量曲線圖。以紅粘土為例,其重型擊實(shí)樣最優(yōu)含水量為 %,泡水后干密度的峰值對應(yīng)含水量增至 %,泡水后 CBR 峰值對應(yīng)含水量也為 %,明顯高于最優(yōu)含水量。根據(jù)土工試驗(yàn)規(guī)范,以擊實(shí)樣泡水后的高度變化占原擊實(shí)試樣高度的百分比作為膨脹量來度量土體膨脹性,由表 4 可知,重型擊實(shí)樣含水量愈高,則膨脹量愈低。而含水量稍大于最優(yōu)含水量的擊實(shí)樣飽和過程中膨脹量相對較小,飽和后的最大干密度與 CBR 對應(yīng)的初始含水量反而大于最優(yōu)含水量。由此可見,在實(shí)際工程中將膨脹性強(qiáng)的土在最優(yōu)含水量下壓實(shí),雖然可以獲得很高的壓實(shí)度,但卻存在著膨脹量大的缺點(diǎn),即飽和后的 CBR 值并非最大。荊門中膨脹土的膨脹性明顯強(qiáng)于紅粘土與弱膨脹土,因而其泡和前后指標(biāo)變化幅度明顯大于貴港紅粘土與荊門弱膨脹土。將脫濕后的土樣置于相同的室溫條件下,通過跟蹤測定含水量的變化得到紅粘土和膨脹土吸水過程中含水量隨時間的變化 規(guī)律 (3(b))。 表 3 中已經(jīng)表明:紅粘土礦物成分以粘土礦物為主,其中,貴港紅粘土以高嶺石為主,僅含有 6%的蛭石,貴陽紅粘土的蛭石含量較高,達(dá)到 32%;而荊門膨脹土粘粒含量比紅粘土低,主要有伊利石、蛭蒙混層、蛭石和少量高嶺石,其中,中膨脹土含32%的蛭蒙混層,弱膨脹土的伊利石含量較高,僅含少量蛭石與蛭蒙混層。從圖 4 可以看出:蒙脫石與蛭石在晶體結(jié)構(gòu)上有相似之處,這 2 種礦物晶層之間均為水和陽離子,層間距相對較大,晶層之間容易隨著含水量的變化而脹縮;高嶺石和伊利石則與之相反,高嶺石晶層之間以氫鍵連接,間距小,強(qiáng)度高
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