一种石灰改良粉质黏土抗冻融性能的试验方法技术

本发明专利技术公开了一种石灰改良粉质黏土抗冻融性能的试验方法，包括：1)制样：首先将土料捣碎与翻晒后过2mm筛；其次将准备好的土料加入石灰掺合料在其最优含水率下拌合均匀后密封静置24h；将土样按压实度为96％在三瓣饱和器内分3层击实成型，以保证试样的均一性，试样制成后，在标况条件下养护7d；2)冻融循环试验基础上进行不固结不排水静三轴试验。本发明专利技术在利用室内试验得到粉质粘土基本物理指标条件下，对素土和石灰改良土进行冻融循环试验和不固结不排水静三轴试验，并揭示粉质粘土在不同冻融循环作用下同种石灰掺量改良土的强度变化特性；揭示粉质粘土在同一冻融循环作用下不同石灰掺量改良土的强度变化特性。

【技术实现步骤摘要】
一种石灰改良粉质黏土抗冻融性能的试验方法
本专利技术涉及冻土低温特性分析
，具体地说，特别涉及一种石灰改良粉质黏土抗冻融性能的试验方法。
技术介绍
在季节性冻土地区，因气候变化路基土体会受到冻融作用，使土体结构性改变。路基土体在反复冻融作用下，其土颗粒间的联结力会被破坏，土颗粒重新排列，土体内部微观结构发生变化，土体沉降变形逐渐增加，强度逐渐降低，路基可能发生失稳，严重影响道路运行安全。石灰是一种具有较好经济性的建筑材料，常用于处理路基填土等，在路基土中掺加一定的石灰量可以起到减水、增强、加固的效果，对冻融作用具有一定的抑制作用，广泛地应用在公路工程建设中。目前，国内学者关于冻融循环作用下土体强度特性研究较多，各种石灰改良土体的力学性能也有涉及，并取得了许多有借鉴价值的研究成果。如马巍[1]等研究了石灰粉土在冻融循环条件下的剪切强度特性，得到了反复冻结和融化条件下石灰土的强度特性。刘靖[2]等研究了电石灰改良盐渍土路基填料的物理性能及其在干湿循环和冻融循环下的力学性能，得到了电石灰改良盐渍土路基填料能有效改善其物理、力学性能。王天亮[3，4]等对冻融作用下水泥及石灰改良土的动力特性和静力特性进行了研究，得出了水泥土和石灰土的应力-应变关系以及其其破坏形式。韩春鹏[5]等探究了石灰改良路基粘土强度受冻融循环作用的衰减规律，并得出掺加石灰能有效增强土体的抗冻融能力。宋金华[6]等对海相沉积软土加入石灰改良后，通过冻融循环试验和动三轴试验对改良土的力学特性进行了研究。战高峰[7]等对不同石灰掺量的粉质粘土进行了冻融循环试验和静三轴试验，得到石灰改良粉质黏土的应力-应变关系曲线。牛亚强[8]等通过对冻结黄土进行一系列的三轴试验，分析了其变形和三轴强度特性等。根据文献可知，土料不同，其在冻融循环作用下的强度特性也不同；在不同的土料中加入石灰对其改良后，强度特性也不同。目前已有大部分学者对各种素土和石灰改良土在冻融作用下的强度特性进行了研究，但是对石灰改良的粉质粘土在冻融循环作用下的强度特性研究较少，故本专利技术选取湖南省衡阳市某地粉质黏土，以冻融次数、石灰含量、围压为变量进行全面的三轴试验研究，描述不同石灰改良粉质粘土的力学性质随冻融循环的变化过程，并明确石灰含量引起强度变化规律差异性的内在机制，为该地区的工程建设提供一定的参考依据。参考文献：[1]马巍,徐学祖,张立新.冻融循环对石灰粉土剪切强度特性的影响[J].岩土工程学报,1999,21(02):23-25.[2]刘靖.电石灰改良滨海盐渍土路基工程特性研究[J].工程勘察,2010,38(11):17-20.[3]王天亮,刘建坤,田亚护.水泥及石灰改良土冻融循环后的动力特性研究[J].岩土工程学报,2010,32(11):1733-1737.[4]王天亮,刘建坤,田亚护.冻融作用下水泥及石灰改良土静力特性研究[J].岩土力学,2011,32(01):193-198.[5]韩春鹏,何东坡,贾艳敏.冻融循环作用下石灰改良粘土无侧限抗压强度试验研究[J].中外公路,2013,33(04):273-277.[6]宋金华,李博楠,王亮,杜建福.冻融循环作用下石灰改良土路基填料的动力特性研究[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2018,37(02):47-54+65.[7]战高峰,张群,朱福,董伟智.冻融循环对石灰处置粉质黏土静强度影响研究[J].岩土力学,2015,36(S2):351-356.[8]牛亚强,王旭,廖孟柯等.冻结改良黄土三轴强度和变形特性试验研究[J].岩土工程学报,2016,38(S2):198-203.
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术实施例提供了一种石灰改良粉质黏土抗冻融性能的试验方法。所述技术方案如下：一方面，提供了一种石灰改良粉质黏土抗冻融性能的试验方法，包括：1)制样：首先将土料捣碎与翻晒后过2mm筛；其次将准备好的土料加入石灰掺合料在其最优含水率下拌合均匀后密封静置24h；将土样按压实度为96％在三瓣饱和器内分3层击实成型，以保证试样的均一性，试样制成后，在标况条件下养护7d；2)冻融循环试验基础上进行不固结不排水静三轴试验：低温箱-20～-25℃，冻12h；恒温箱20～25℃，融化12h，共计24h，此为1个冻融循环；第一天，把制作好并养护好的试样置于冷藏室，进行冻融循环试验，并把相应进行0次冻融的试样进行三轴试验；第二天，把经1次冻融后的试样取出进行三轴试验；第四天，把经3次冻融后的试样取出进行三轴试验；第七天，把经6次冻融后的试样取出进行三轴试验；第十天，把经9次冻融后的试样取出进行三轴试验；第十三天，把经12次冻融后的试样取出进行三轴试验；6组冻融完成。进一步的，所述石灰的含量为0％、3％、6％、9％、12％。进一步的，所述试样制成后均采用塑料薄膜紧密包裹后密封，以防止试样水分的散失和外界补给，模拟封闭系统。进一步的，所述三轴试验围压为100kPa、150kPa、200kPa，剪切速率为0.8mm/min，控制应变为20％。进一步的，所述冻融循环试验冻融循环次数为0、1、3、6、9、12。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术提供的一种石灰改良粉质黏土抗冻融性能的试验方法，在利用室内试验得到粉质粘土基本物理指标条件下，对素土和石灰改良土进行冻融循环试验和不固结不排水静三轴试验，并揭示粉质粘土在不同冻融循环作用下同种石灰掺量改良土的强度变化特性；揭示粉质粘土在同一冻融循环作用下不同石灰掺量改良土的强度变化特性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例的不同石灰含量与破坏强度关系图(围压100kPa)；图2a是本专利技术实施例的石灰含量为0％的土样的冻融循环次数-破坏强度关系图；图2b是本专利技术实施例的石灰含量为3％的土样的冻融循环次数-破坏强度关系图；图2c是本专利技术实施例的石灰含量为6％的土样的冻融循环次数-破坏强度关系图；图2d是本专利技术实施例的石灰含量为9％的土样的冻融循环次数-破坏强度关系图；图2e是本专利技术实施例的石灰含量为12％的土样的冻融循环次数-破坏强度关系图；图3是本专利技术实施例的土样冻融循环次数与粘聚力关系图；图4是本专利技术实施例的土样冻融循环次数与内摩擦角关系图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术提供了一种石灰改良粉质黏土抗冻融性能的试验方法，包括：1)制样：首先将土料捣碎与翻晒后过2mm筛；其次将准备好的土料加入石灰掺合料在其最优含水率下拌合均匀后密封静置24h；将土样按压实度为96％在三瓣饱和器内分3层击实成型，以保证试样的均一性，试样制成后，在标况条件下养护7d；2)冻融循环试验基础上进行不固结不排水静三轴试验：低温箱-20～-25℃，冻12h；恒温箱20～25℃，融化12h，共计24h，此为1个冻融循环；第一天，把制作好并养护好的试样置于冷藏室，进行冻融循环试验，并把相应进行0次冻融的试样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石灰改良粉质黏土抗冻融性能的试验方法，其特征在于，包括：1)制样：首先将土料捣碎与翻晒后过2mm筛；其次将准备好的土料加入石灰掺合料在其最优含水率下拌合均匀后密封静置24h；将土样按压实度为96％在三瓣饱和器内分3层击实成型，以保证试样的均一性，试样制成后，在标况条件下养护7d；2)冻融循环试验基础上进行不固结不排水静三轴试验：低温箱‑20～‑25℃，冻12h；恒温箱20～25℃，融化12h，共计24h，此为1个冻融循环；第一天，把制作好并养护好的试样置于冷藏室，进行冻融循环试验，并把相应进行0次冻融的试样进行三轴试验；第二天，把经1次冻融后的试样取出进行三轴试验；第四天，把经3次冻融后的试样取出进行三轴试验；第七天，把经6次冻融后的试样取出进行三轴试验；第十天，把经9次冻融后的试样取出进行三轴试验；第十三天，把经12次冻融后的试样取出进行三轴试验；6组冻融完成。

【技术特征摘要】
1.一种石灰改良粉质黏土抗冻融性能的试验方法，其特征在于，包括：1)制样：首先将土料捣碎与翻晒后过2mm筛；其次将准备好的土料加入石灰掺合料在其最优含水率下拌合均匀后密封静置24h；将土样按压实度为96％在三瓣饱和器内分3层击实成型，以保证试样的均一性，试样制成后，在标况条件下养护7d；2)冻融循环试验基础上进行不固结不排水静三轴试验：低温箱-20～-25℃，冻12h；恒温箱20～25℃，融化12h，共计24h，此为1个冻融循环；第一天，把制作好并养护好的试样置于冷藏室，进行冻融循环试验，并把相应进行0次冻融的试样进行三轴试验；第二天，把经1次冻融后的试样取出进行三轴试验；第四天，把经3次冻融后的试样取出进行三轴试...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭成，谭毓清，田宗坤，郭庆梅，樊军伟，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43