水泥改性膨胀土孔结构试验研究开题报告

1. 研究目的与意义

膨胀土作为一种典型的非饱和土，具有显著的吸水膨胀软化和失水收缩开裂特性，它在全世界范围分布较广，对水利、道路等工程建设的危害较大，由于防治困难，膨胀土的工程问题一直以来都受到国内外学术界和工程界的高度重视。一些工程由于受膨胀土的胀缩性的影响，会出现浅层滑坡、地裂，新开挖的坑(槽)壁发生坍塌，引起渠道开裂、渗漏等灾害，因此对膨胀土的治理工作十分关键。在一些膨胀土地基处理方法中，通过化学固化剂改良膨胀土，由于其良好的性价比逐渐得到广泛的认可，对其加固机理、设计方法等方面的研究也正在逐步深入。国内外常用化学固化剂有石灰、粉煤灰、水泥等，其中水泥不仅能有效改良膨胀土，而且对于渠道水质的污染较轻，相对其他固化剂更适用于膨胀土

渠道工程。

膨胀土是一种主要由强亲水性黏土矿物成分(蒙脱石和伊利石)组成的，具有膨胀结构以及多裂隙性、强胀缩性和强度衰减性的高塑性粘性土，也是典型的非饱和土。因其较大的往复胀缩性，也称胀缩土；有的裂隙很发育，被称为裂土。其化学成分主要为二氧化硅，三氧化二铝，三氧化二铁三种氧化物，总含量为81％～86％。其分布范围较广，具有较强的胀缩特性和裂隙性，对工程建设的危害较大，防治较为困难。随着膨胀土工程问题的增多，对膨胀土的研究已成为当前岩土工程的重要研究方向之一，并成为世界性的共同课题。

2. 国内外研究现状分析

最早膨胀土的工程问题是1938年美国垦务局在一座钢制虹吸管工程中首先认识并报道的，随后引起了世界范围内的广泛关注。1959年，美国在科罗拉多州召开了首次全国性的膨胀性粘土学术会议，1965第一届国际膨胀土研究会议在美国得克萨斯州举行，为工程地质学开辟了一个崭新的研究领域。1959年至1977年，英国、美国、罗马尼亚、前苏联和日本都相继在正式的土工规范与铁路规范等文件中增列了有关膨胀土的条文内容，充分反映了各国对膨胀土问题的重视及对其所

采取的科学态度。20世纪70年代初，我国也开始有组织、有计划地在全国范围内开始大规模进行膨胀土特性的试验及理论研究工作。先后进行了膨胀土普查并选择了若干试验研究基地建立长期观测网。在试验技术、基础理论研究及与工程建设密切相关的膨胀土处理措施等方面都积累了丰富的资料，取得了一些成果。并已编制出《膨胀土地区建筑技术规范》等相关标准。20世纪80,-一90年代膨胀土的研究重点主要集中在铁路路基处理上，铁路系统曾连续3次组织召开了全国膨胀土工程研究学术会议。此外，全国土力学及基础工程学会、铁道学会和工程地质学会等在全国性的学术会议中也设膨胀土专题讨论憎。20世纪90年代以后，随着高速公路和基础设施建设的发展，针对膨胀土工程问题的系统试验研究和试验成果分析，在理论和实践上获得了很多有价值的资料。

3. 研究的基本内容与计划

高速公路沿线路基用膨胀土, 采用水泥改性后可以有效改善原土体的结构，使得改性后的膨胀土具有更好的稳定性和结构性能。试验阶段，按照现行最新试验规范，对水泥土进行标准击实试验、试件的成型和养护、7天，14天，28天，60天的无侧限抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验及回弹模量试验测定、60天养护后试样的压汞试验、28天养护的试样进行SEM分析、60天试样的GDS三轴试验等内容。

4. 研究创新点

高速公路沿线路基用膨胀土, 采用石灰改性后可以有效改善原土体的结构，使得改性后的膨胀土具有更好的稳定性和结构性能。课题研究主要是针对膨胀土用不同剂量的水泥改性后，研究其组成结构的试验研究和分析。