膨胀土由于其典型特性是吸水膨胀软化、失水收缩干裂，所以在工程建设中有许多危害，对其进行必要的性质改良可以提高建筑物的安全性能。本文研究目的是通过稻壳灰石灰的的混合料改良膨胀土的强度特性。设置不同的掺灰配比不同的含水率在不同的养护龄期条件下来试验混合料抗压和抗剪的性能。再基于对试验结果的整理分析，最终得出当含水率为34%、掺灰比为20%、养护龄期为28天的试块其抗剪强度和抗压强度都最佳，所以，据此我们可以确定混合料强度性能最佳的掺灰配比和最佳的含水率。关键词 膨胀土，石灰，稻壳灰，抗剪强度，抗压强度
目 录
1 引言1
1.1 膨胀土及其强度特性介绍1
1.2 石灰改良膨胀土的强度形成机理分析1
1.3 前人研究成果3
1.4 出现的不足和展望3
1.5 研究的内容4
1.6 研究方法和思路4
2 稻壳灰、石灰和膨胀土的基本物理特性5
2.1 稻壳灰的基本物理特性5
2.2 液塑限试验6
2.3 击实试验8
2.4 胶砂试验10
3 直接剪切试验15
4 无侧限抗压试验46
结论53
致谢54
参考文献55
1 引言
1.1膨胀土及其强度特性介绍
膨胀土是颗粒高度分散、成分以黏土矿物为主、对环境的湿热变化敏感的高塑性粘土。 因为它的特性是吸水膨胀软化、失水收缩干裂，所以会给工程的设计施工和运营带来严重的安全隐患。
膨胀土是一类具有超固结性、裂隙性和胀缩性的非饱和土，由于对气象变化特别敏感，常常引发路面开裂、隆起或沉陷，路堤和路矩滑塌、边坡失稳等工程病害。其中，在土坡和路基稳定性评价中，抗剪强度指标是很重要的基本力学参数，而膨胀土的强度变化要比一般粘土复杂，不仅取决于结构、吸力等因素的变化，且还依赖于膨胀土所处的状态、外部压力及环境。在理论分析与工程实践中，如何认识和应用膨胀土的强度特性，一直是土工界关注的问题之一。国内外在膨胀土的相关问题研究中，对其胀缩性即变形性质的认识较为深入，在抗剪强度方面，目前主要以MohrCouh *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072￥ 
omb准则为基础，从非饱和土角度现已有两类强度公式被岩土界广泛认可，一类是B ishop公式;另一类是Fredlund双变量公式，但受吸力量测难度大的影响，尚未在工程界实际应用。
卢肇钧等人通过系统的膨胀土试验研究，提出非饱和土的抗剪强度由真凝聚力、摩擦强度和吸附强度3部分组成的观点，并将各部分强度与塑性指数、膨胀压力和土中吸力建立联系，为弄清非饱和土抗剪强度的实质与推动工程应用提供了一种
新途径。本文在此基础上，进一步探讨击实膨胀土的强度与其胀缩特性的关系，提出一种简单实用的强度公式，有助于深入认识膨胀土的强度特性[1]。
1.2石灰改良膨胀土的强度形成机理分析
石灰对膨胀土的改良处理有重要作用，原因是石灰可以改变劲土矿物的细微结构，从而可以改变膨胀土工程性质，这种作用的机理主要体现在以下3个方面。
（1）结晶作用
在石灰稳定土中只有一部分熟石灰Ca ( OH) 2进行了离子交换作用，而绝大部分饱和的Ca ( OH) 2可以自行结晶，将膨胀土颗粒胶结成一个整体。
（2）碳酸化作用
稳定土中的Ca(OH)2与空气中的CO2作用生成坚硬的CaC03结晶体。它可以把膨胀土颗粒胶结起来，阻止外界水分与强吸水矿物的有机结合，从而大大提高膨胀土的强度和整体性能。
（3）硬凝作用
石灰与土中的活性的氧化硅、氧化铝起化学反应生成含水的硅酸钙和铝酸钙，它们在水分作用下逐渐硬结，硅酸钙和铝酸钙是一种水稳性良好的结合材料，硬凝反应是构建石灰土早期强度的原因之一[2]。
1.3 前人研究成果
目前，化学改良膨胀土常用的无机改良法以掺入石灰、粉煤灰等添加剂为代表。
唐云伟、许威等研究得出在同一养护期内，石灰改良膨胀土的无侧限抗压强度随掺灰比例的增大先增大后减小，该改良膨胀土的最佳掺灰比例为8%[3] 。
韩晶、王乐华等人的研究得出在相同的养护龄期和垂直压力下，随着水泥、石灰掺量的增加，水泥、石灰与改良膨胀土的化学作用会加强，改良膨胀土的豁聚力和内摩擦角会逐渐增大，促使改良膨胀土抗剪强度均显著增大[4]。
杨俊川、张福海州、向文俊等研究了掺灰改良膨胀土和二次掺灰工艺[5]。
陈雷等训对宁怀高速公路路基膨胀土进行了石灰改良室内试验，重点研究了石灰改良土的线膨胀率、膨胀力、无侧限抗压强度、劲聚力、内摩擦角等指标[7]。
周葆春等川对石灰改良湖北荆门膨胀土的应力硕应变一强度特征进行室内试验研究[8]。
边加敏等重点研究了初始含水率、掺灰量、养护龄期对石灰改良膨胀土抗剪强度指标的影响[9]。
齐嘉炜等进行了石灰改良安徽张庄矿尾矿坝填料膨胀土的膨胀性和水稳定性室内试验研究[10]。
1.4 出现的不足和展望
（1）利用稻壳灰石灰复合固化技术来固化土体，其理论基础和应用研究才刚刚起步，目前发表的研究论文较少，而且研究人员均为国外学者，国内还未有人涉足这一领域，尚属空白。
（2）掺入稻壳灰和石灰共同改良膨胀土，研究其混合料的强度特性，目前还需通过具体的试验研究确定其最佳的配比。
随着公路、铁路、城市基础设施等的大量修建，越来越多的工程设施面临着膨胀土的危害。通过新技术改良膨胀土具有很强的现实意义，稻壳灰和石灰共同改良膨胀土的试验研究将弥补国内在此研究上的部分空白。
1.5 研究的内容
（1）开展稻壳灰石灰膨胀土混合料的强度试验研究，获得不同稻壳灰、石灰掺量条件和不同养护时间下膨胀土的抗剪强度、无侧限抗压强度等指标，分析稻壳灰石灰改良膨胀土强度的可行性和效果；
（2）构建膨胀土的强度指标与稻壳灰、石灰掺量之间的经验公式，得到符合路用标准的稻壳灰、石灰与膨胀土的最佳配比。
1.6 研究方法和思路

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