试验计划书

试验计划书编制依据
初步计划
本研究拟以（汉中）膨胀土-CKD混合物为研究对象，进行不同掺灰率膨胀土-CKD混合物的自由膨胀率试验，击实试验（轻型和重型），在此基础上，选取每一种掺灰率对应的最大干密度和最优含水率的土样，对土样进行无荷膨胀率试验、直接剪切试验和无侧限抗压强度试验。

通过对CKD改性膨胀土的膨胀、强度等工程特性进行分析，得出最佳掺灰率，为膨胀土地区工程施工提供参考依据。

试验计划
1、液塑限试验：
事先取好强膨胀土，先制取水泥窑灰质量分数分别为0%、2%、4%、6%、8%、10%的“膨胀土—水泥窑灰”混合物（水泥窑灰含量0%的即为纯的膨胀土）。

为较详细了解之，首先对“强膨胀土—CKD”混合试样做水理性质试验。

首先进行界限含水率试验。

界限含水率试验的液、塑限联合测定仪法步骤如下：
⑴采用风干土样，取0.5mm筛下代表性土样10份，按相应的水泥窑灰质量分数计算好每份混合样各自的膨胀土、水泥窑灰用量，使每份混合样的质量均为200g。

将混合样放在橡皮板上用纯水调成均匀膏状，放入调土皿，浸润过夜。

⑵将制备的混合样充分调拌均匀，填入调土碗中，填样时不应留有空隙，对较干的混合样应该充分揉搓，密实地填入调土碗中，填满后刮平表面。

⑶将调土碗放在联合测定仪的升降座上，在圆锥上涂抹一薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥。

⑷调节零点，将屏幕上的标尺调在零位，调整升降座，使圆锥尖接触试样表面，指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样，挖去锥尖入土处的凡士林，取锥体附近的试样不少于10g，放入铝盒内，测定含水率。

⑸将全部试样再加水或者吹干并调匀，重复之前的⑵、⑶、⑷三个步骤，分别测定第二点、第三点试样的圆锥下沉深度及相应的含水率。

液塑限联合测定应不少于三点。

（圆锥入土深度宜为3—4mm，7—9mm，15—17mm）
⑹以含水率为横坐标，圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制关系曲线，三点应在同一条直线上。

如果三点不共线，通过高含水率的点和另外两点连成两条直线，在下沉为2mm 处查得两个含水率，这两个含水率差值小于2%时，应以两点含水率的平均值与高含水率的点连成一条直线，若这两个点含水率差值不小于2%时，应重做试验。

⑺可采用电脑软件成图的方式作图，在图上查得圆锥下沉深度为17mm 时的含水率为液限，下沉深度为2mm 时的含水率为塑限，取值以百分比表示，精确至0.1%。

（步骤（4）中测定含水率的试验易做，在此不作描述。

液、塑表格见附表）
2、自由膨胀率试验:
对按照上述制样方法制取混合试样（每一种水泥窑灰质量分数的混合试样准备两份），再进行自由膨胀率试验，步骤如下：
⑴制取不同水泥窑灰质量分数的混合试样。

⑵将无颈漏斗放在支架上，漏斗下口对准量土杯中心并保持距离10mm 。

⑶用取土匙取适量混合试样倒入漏斗中，倒土时，取土匙应与漏斗壁接触，并尽量靠近漏斗底部，边倒边用细铁丝轻轻搅动，当量土杯装满土样并溢出时，停止向漏斗中倒土，移开漏斗，刮去杯口多余土，称量土杯中试样质量，将量土杯中试样倒入匙中，再次将量土杯按照之前的方法正确安置，将匙中土样按照之前的方法全部倒回漏斗并落入量土杯，刮去多余土，称量土杯中试样质量。

本步骤进行两次平行测定，两次平行测定的差值不得大于0.1g 。

⑷在量筒内注入30mL 纯水，加入5mL 的分析纯氯化钠溶液，将混合试样倒入量筒，用搅拌器上下搅拌悬液各10次，用纯水冲洗搅拌器和量筒壁至悬液达到50mL 。

⑸待悬液澄清后，每2h 测读一次土面读数（估读至0.1mL ）。

直至两次差值不超过0.2mL ，膨胀稳定。

公式：ζ=
1001
1
2⨯-V V V 式中 V 1 ------试样初始体积，10mL
V 2------试样在水中膨胀后的体积（mL ） ζ------自由膨胀率（%） 自由膨胀率试验的记录表格见附表。

3、固结快剪试验：
⑴将应变控制式直剪仪按照规范安装、调试妥当。

⑵取样（最优含水率土样已经制好）。

⑶装样：对准剪切容器上下盒，插入固定销，在下盒内放透水板和滤纸，将带有试样的环刀刃口向上，对准剪切盒口，在试样上放滤纸和透水板，将试样小心地推入剪切盒内。

⑷移动传动装置，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触，依次放上传压板、加压框架，安装垂直位移和水平位移量测装置，并调至零位或测计初读数。

⑸根据工程实际和土的软硬程度施加各级垂直压力，对松软试样垂直压力应该分级施加，以防土样挤出。

施加压力后，向盒内注水，当试样为非饱和试样时，应在加压板周围包以湿棉纱。

⑹施加垂直压力后，每1h 测读垂直变形一次，直至试样固结变形稳定。

变形稳定标准为每小时不大于0.005mm 。

⑺拔去固定销，固结快剪的试验剪切速度为0.8mm/min, 使试样在3—5mim 内剪损。

试样每产生剪切位移0.2—0.4mm 测计测力计和位移读数，直至测力计读数出现峰值，应继续剪切至剪位移为4mm 时停机，记下破坏值；当剪切过程中测力计读数无峰值时，应剪切至剪位移为6mm 时停机。

⑻剪切结束，吸去盒内积水，退去剪切力和垂直压力，移动加压框架，取出试样，测定试样含水率。

⑼剪应力公式：ζ=10⨯⨯A
R
C 式中 ζ—试样所受的剪应力（kPa ） R —测力计量表读数（0.01mm ） A —剪切面面积
⑽以剪应力为纵坐标，剪切位移为横坐标，绘制剪应力与剪位移关系曲线，取曲线上剪应力的峰值为抗剪强度，无峰值时，取剪切位移为4mm 所对应的剪应力为抗剪强度。

⑾以抗剪强度为纵坐标，垂直压力为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线，直线的倾角为摩擦角，直线在纵坐标上的截距为粘聚力。

⑿记录格式见附表。

4、无侧限抗压强度试验：
（仪器安装、试样安装依照规范已经准备好）
将试样两端涂抹一薄层凡士林，若气候干燥，试样周围亦需要涂抹一薄层凡士林，以防止水分蒸发。

将试样放在底座上，转动手轮，使底座缓慢上升，试样与加压板刚好接触，将测力计读数调整为零。

根据试样软硬程度选择不同量程的测力计。

轴向应变速率参见GB/T 50123—1999规范17.0.4规定。

测力计读数出现峰值时，继续进行3%—5%的应变后停止试验；若无峰值，试验进行到应变达到20%为止。

实验结束后，取下试样，描述破坏后的形状。

计算公式参见GB/T 50123—1999规范17.0.5、17.0.6、17。

0.7规定。

记录表格见附表。

界限含水率试验记录（液、塑限联合测定法）
日期试验者记录、计算校核者
CKD含量（%）
圆锥
下沉
量
（mm)
盒号
干土质量
（g）
湿土质量
（g）
液限（%）塑限（%）
塑性指
数
2
4
6
8 10 备注：
自由膨胀率试验记录
日期试验者记录、
计算
校核
CKD 含量（%）干土
质量
（g)
量筒编
号
不同时间（h)体积读数（mL)
自由膨
胀率（%）
平均自由
膨胀率
（%）
2 4 6 8 10
2
4
6
8 10 备注：
固结快剪试验记录
（1）
（2）
仪器编号
剪切位移（0.01mm ）
量力环读数(0.01mm) 剪应力(kPa)
1 2 3 4 5
日期 试验者 记录、计算
校核
CKD 含量(%) 仪器编号 含水率（%） 垂直压力（KPa ） 不同时间(h)垂直高度读数(mm)
稳定固结沉降量（mm ） 0
1
2
3
4 5
6
0 1 2 2 4 3 6 4 8 5 10
6
备注（含水率为各CKD 含量混合物的最优含水率）：
无侧限抗压强度试验记录
日期试
验
者
记
录
计
算
校
核
者
CKD 含量（%）轴向变形
（mm）
量力环读
数
(0.01mm)
轴向应
变（%）
校正面积
(cm2)
轴向
应力
(kPa)
试样破坏描述
2
4
6
8 10 备注：。