泥质板岩改良土物理力学性质试验
泥岩实验报告
泥岩实验报告泥岩实验报告引言泥岩是一种由细粒颗粒组成的沉积岩石，具有较强的塑性和可压缩性。
在地质工程和建筑领域中，对泥岩的性质和力学行为进行实验研究具有重要意义。
本实验旨在通过一系列实验方法，探究泥岩的物理和力学特性。
实验一：泥岩的物理性质首先，我们对泥岩进行了物理性质的测试。
通过测量泥岩的密度、孔隙度和含水率，可以了解其基本特性。
实验结果显示，泥岩的密度为X g/cm³，孔隙度为X%，含水率为X%。
实验二：泥岩的抗压强度为了研究泥岩的力学特性，我们进行了抗压强度实验。
首先，我们制备了一系列泥岩样品，并通过一台万能试验机进行实验。
实验过程中，我们逐渐增加施加在泥岩样品上的压力，记录下相应的应力和应变数据。
实验结果显示，泥岩的抗压强度为X MPa。
同时，我们还观察到泥岩在受力过程中的变形行为。
随着压力的增加，泥岩样品发生了塑性变形，并最终破坏。
实验三：泥岩的剪切强度为了进一步了解泥岩的力学行为，我们进行了剪切强度实验。
通过将泥岩样品置于剪切试验机上，施加剪切力并记录下相应的剪切应力和剪切应变数据。
实验结果显示，泥岩的剪切强度为X MPa。
在剪切过程中，我们观察到泥岩样品呈现出剪切面的形成，并伴随着一定程度的塑性变形。
实验四：泥岩的渗透性泥岩的渗透性是指其对流体渗透的能力。
为了研究泥岩的渗透性，我们进行了渗透实验。
实验中，我们使用一台渗透仪，将水压力施加在泥岩样品上，并记录下渗透压力和渗透流量的变化。
实验结果显示，泥岩的渗透性较低，渗透流量较小。
这表明泥岩具有较好的密封性，适合用于一些需要防水的工程项目。
实验五：泥岩的膨胀性泥岩的膨胀性指的是其在受水浸泡或受湿润条件下的体积膨胀程度。
为了研究泥岩的膨胀性，我们进行了膨胀实验。
实验中，我们将泥岩样品放置在水中，并记录下其体积的变化。
实验结果显示，泥岩在受水浸泡后出现了一定程度的体积膨胀。
这表明泥岩在湿润条件下可能发生体积变化，需要注意其对工程结构的影响。
岩土的物理力学性质指标
岩土的物理力学性质指标岩土的物理力学性质指标是边坡的稳定性计算的基本参数和重要依据。
应根据工程地质划分的扇形区及各区的边坡变形破坏特点，选取与之有关的试样进行力学试验，测定岩石及软弱夹层物理力学性质指标。
岩石及软弱夹层的物理性质指标详见表1至表7。
表1 部分岩石的容重岩石名称容重γ（g/cm3）岩石名称容重γ（g/cm3）变化范围平均值变化范围平均值花岗岩 2.25～2.80 2.65 泥质砂岩— 2.28 响岩——粘土质砂岩— 2.52 正长岩 2.50～3.00 2.79 页岩 2.3～2.6 2.50 流纹岩——砂质页岩 2.08～2.65 2.36 流纹斑岩 2.49～2.63 2.60 粘土质页岩 2.51～2.72 2.65 闪长岩 2.72～2.99 2.86 泥质页岩— 2.64 黑云母花岗闪长岩— 2.60 煤质页岩— 2.63 辉长岩 2.55～3.09 3.00 粘土岩 2.24～2.60 2.50 橄榄岩——砂质粘土岩— 2.56 石英斑岩 2.56～2.63 2.60 泥灰岩 2.32～2.65 2.50 斑岩 2.60～2.89 2.67 石灰岩 2.68～2.84 2.73 粗面岩 2.30～2.77 2.58 贝壳灰岩——安山岩 2.44～3.10 2.62 硅质灰岩 2.81～2.90 —玢岩——白云质灰岩— 2.80 蛇纹岩 2.50～2.80 2.65 泥质灰岩— 2.30 玄武岩 2.60～3.21 2.90 盐岩 2.28～2.41 2.60 辉绿岩 2.53～3.12 2.94 白垩 1.20～2.20 1.70 硅长斑岩 2.20～2.74 —石膏——安山凝灰集块岩— 2.62 花岗片麻岩 2.30～3.20 2.8 凝灰角砾岩 2.20～2.90 —片麻岩 2.59～3.00 2.78 火山凝灰岩 1.60～1.95 1.80 白云岩 2.10～2.90 2.55 凝灰岩0.75～2.40 1.80 板岩 2.60～2.90 2.75 凝灰质熔岩— 2.64 大理岩 2.69～2.87 2.78 砾岩 1.90～2.80 2.35 云母片岩 2.54～2.97 2.73 砂岩 2.45～2.72 2.60 绿泥石片岩 2.77～2.78 2.77 粗砂岩— 2.57 粘土质片岩——中砂岩— 2.60 角闪石片岩 2.67～3.05 2.90 细砂岩— 2.65 石英岩 2.30～2.70 2.50 粉砂岩— 2.59 千枚岩 2.71～2.86 2.78 石英砂岩 2.61～2.70 2.65表2 部分岩石的孔隙率与吸水率岩石名称孔隙率n（%）吸水率ω1（%）变化范围平均值花岗岩流纹斑岩闪长岩正长岩安山岩玄武岩辉绿岩霏细岩凝灰岩火山角砾岩安山凝灰集块岩砾岩砂岩砂岩（第三纪）砂岩（白垩纪）砂岩（侏罗纪）砂岩（三迭纪）砂岩新鲜的风化的石英砂岩0.04～2.801.10～3.400.25～3.00—0.29～1.131.10～4.301.00～2.200.29～5.101.59～2.230.90～7.540.40～4.102.00～5.101.04～9.305.00～20.002.20～42.007.20～37.704.20～24.600.60～27.70——0.952.001.252.540.702.301.702.201.803.202.103.205.0413.0015.3017.1013.2019.3021.112.260.10～1.700.14～1.650.18～1.000.48—0.20～1.000.30～0.800.20～1.000.18～0.350.34～2.120.14～4.000.40～1.000.14～4.101.00～9.00——————石英砂岩新鲜的风化的页岩砂质页岩泥质页岩煤质页岩泥灰岩石灰石石灰岩（第三纪）石灰岩（中生代）石灰岩（古生代）白垩石膏硬石膏片麻岩大理岩白云岩石英岩石英片岩角闪石片岩云母片岩绿泥石片岩千枚岩——0.70～7.000.80～4.15——1.00～52.000.53～27.00—1.20～26.500.80～27.005.00～58.000.10～4.000.63～6.260.30～2.400.10～6.000.30～25.000.00～8.701.53～2.80————0.29～3.761.714.91——1.351.0318.0012.0020.0011.6512.0026.401.701.651.351.007.702.402.002.960.792.103.601.30——2.30～6.00———1.00～5.000.20～6.40——————0.14～0.30——0.02～0.280.10～0.300.110.08～0.420.55～1.120.54～3.310.70板岩表3 不同成因粘土的有关物理力学性质指标（一）土类孔隙比e 液性指数I L含水量W（%）液限W L（%）塑性指数I p 下蜀系粘性土0.6～0.9 ＜0.8 15～25 25～40 10～18 一般粘性土0.55～1.0 0～1.0 15～30 25～45 5～20 新近沉积粘性土0.7～1.2 0.25～1.2 24～36 30～45 6～48淤泥或游泥质土沿海1.0～2.0 ＞1.0 36～70 30～65 10～25 内陆山区云贵红粘土 1.0～1.9 0～0.4 30～50 50～90 ＞17 表4 不同成因粘土的有关物理力学性质指标（二）土类容许承载力R（×105Pa）压缩模量E（×105Pa）内聚力C（×105Pa）内摩擦角φ（°）下蜀系粘性土30＞80 ＞150 0.4～1.0 22～30 一般粘性土10＞45 40～150 0.1～0.5 15～22 新近沉积粘性土8＞14 20～75 0.1～0.2 7～15淤泥或游泥质土沿海4＞10 10～500.05～0.15 4～10 内陆5＞11 20～50山区3＞8 10～60云贵红粘土10＞32 50～160 0.3～0.8 5～10表5 几种土的渗透系数表土类渗透系数K（以cm/s）土类渗透系数K（以cm/s）粘土＜1.2×10-6细砂 1.2×10-3～6.0×10-3亚粘土 1.2×10-6～6.0×10-5中砂 6.0×10-3～2.4×10-2轻亚粘土 6.0×10-5～6.0×10-4粗砂 2.4×10-2～6.0×10-2黄土 3.0×10-4～6.0×10-4砾砂 6.0×10-2～1.8×10-1粉砂 6.0×10-4～1.2×10-3表6 土的平均物理、力学性质指标（一）土类孔隙比e 天然含水量塑限W P容重γ内聚力C（×105Pa）内摩擦角变形模量EoW（%）（%）（×104N/m3）标准的计算的φ（°）（×105Pa）砂土粗砂0.4～0.5 15～18 2.05 0.02 0 42 4600.5～0.6 19～22 1.95 0.01 0 40 4000.6～0.7 23～25 1.90 0 0 38 330 中砂0.4～0.5 15～18 2.05 0.03 0 40 4600.5～0.6 19～22 1.95 0.02 0 38 4000.6～0.7 23～25 1.90 0.01 0 35 330 细砂0.4～0.5 15～18 2.05 0.06 0 38 3700.5～0.6 19～22 1.95 0.04 0 36 2800.6～0.7 23～25 1.90 0.02 0 32 240 粉砂0.5～0.6 15～18 2.05 0.08 0.05 36 1400.6～0.7 19～22 1.95 0.06 0.03 34 1200.7～0.8 23～25 1.90 0.04 0.02 28 100表7 土的平均物理、力学性质指标（二）土类孔隙比e 天然含水量W（%）塑限W P（%）容重γ（×104N/m3）内聚力C（×105Pa）内摩擦角φ（°）变形模量Eo（×105Pa）标准的计算的粘性土亚粘土轻亚粘土0.4～0.5 1.5～18 2.10 0.10 0.06 30 1800.5～0.6 1.9～22 ＜9.4 2.00 0.07 0.05 28 1400.6～0.7 2.3～25 1.95 0.05 0.02 27 1100.4～0.5 1.5～18 2.10 0.12 0.07 25 2300.5～0.6 1.9～22 9.512.4 2.00 0.08 0.05 24 1600.6～0.7 2.3～25 1.95 0.06 0.03 23 130粘土0.4～0.5 1.5～18 2.10 0.42 0.25 24 4500.5～0.6 1.9～22 12.5～15.4 2.00 0.21 0.15 23 2100.6～0.7 2.3～25 1.95 0.14 0.10 22 1500.7～0.8 2.6～29 1.90 0.07 0.05 21 1200.5～0.6 1.9～22 2.00 0.50 0.35 22 3900.6～0.7 2.3～25 1.95 0.25 0.15 21 1800.7～0.8 2.6～20 15.5～18.4 1.90 0.10 0.10 20 1500.8～0.9 3.0～34 1.85 0.11 0.03 19 1300.9～1.0 3.5～40 1.80 0.08 0.05 18 800.6～0.7 2.3～25 1.95 0.68 0.40 20 3300.7～0.8 2.6～29 18.5～22.4 1.90 0.34 0.25 19 190 粘0.8～0.9 3.0～34 1.85 0.28 0.20 18 1300.9～1.0 3.5～40 1.80 0.19 0.10 17 90土0.7～0.8 2.6～291.90 0.82 0.60 18 280 0.8～0.9 3.0～34 22.5～26.4 1.85 0.41 0.30 17 160 0.9～1.13.5～401.75 0.36 0.25 16 110 0.8～0.9 3.0～34 26.5～30.4 1.85 0.94 0.65 16 2400.9～1.1 3.5～401.750.470.3515140注：1.平均比重取：砂为2.65；轻亚粘土为2.70；亚粘土为2.71；粘土2.74。
土方工程施工土壤力学性质测试
渗透性
土壤渗透性是指水分在土壤中的 流动能力，它决定了水分在土壤 中的分布和排水性能。渗透性差 的土壤容易出现积水和沼泽化现
象。
土壤的化学性质
酸碱度
土壤的酸碱度对植物生长和土壤 肥力有很大影响。过酸或过碱的 土壤都可能对植物产生毒害，同 时也会影响土壤中养分的有效性 。
氧化还原电位
06 土壤力学性质测试在土方 工程中的应用
施工前地质勘察
地质勘察目的
在施工前进行地质勘察， 了解土壤的物理力学性质 ，为土方工程设计提供基 础数据。
勘察方法
通过钻探、坑探、地球物 理勘探等手段获取土壤样 本，进行室内试验分析。
勘察内容
包括土壤类型、土层分布 、土壤密度、含水量、抗 剪强度等指标的测定。
无侧限压缩试验
在无侧限条件下测定土的压缩性，适用于重要工程或需要更精确数据的情况。
05 土方工程施工中的土壤力 学问题
地基承载力不足
承载力不足原因
地基土壤力学性质不良，如压缩性高、强度低等，导致地基在承受 上部结构荷载时发生过大变形或破坏。
危害
地基承载力不足会导致建筑物沉降、倾斜甚至倒塌，严重影响工程 安全。
土壤的氧化还原电位反映了土壤 中氧化还原反应的程度，对土壤 中某些养分的转化和有效性有重 要影响。
阳离子交换量
阳离子交换量是土壤保肥能力的 重要指标，它决定了土壤对养分 的吸附和释放能力。
土壤的分类与特性
砂土
砂土颗粒较粗，孔隙度大，透 水性强，但保水保肥能力差，
易于流失。
黏土
黏土颗粒细小，孔隙度小，透 水性差，但保水保肥能力强， 易于积水。
土方工程施工土壤力学性质测试
汇报人： 2024-01-18
岩土的物理力学性质参数
岩土的物理力学性质指标
岩上的物理力学性质指标应根据工程地质划分的扇形区及各区的边坡变形破坏特点，选取与之有关的试样进行力学试验，测左岩石及软弱夹层物理力学性质指标。
岩石及软弱夹层的物理性质指标详见表1至表7o
表5 抗剪(断)试验成果表
岩性试验方法
峰值屈服值残余值
汕 c( M Pa) /二。
c( M Pa) (:( M Pa)
干枚岩
常
抗剪断0. 620. 25|0. 650. 320. 46 0. 23
与大理抗剪
单点抗剪0. 360. 2()0. 330. 04
规
岩互层0. 580. 120. 310. ()7
常规抗剪断0. 640. 330. 620. 4X0. 5() 0. 39
干枚岩抗剪0. 460. 250. 270. 13
单点抗剪().560. IX0. 340. ()6
表1 部分岩石的容重
表2 部分岩石的孔隙率与吸水率
表3 不冋成因粘上的有关物理力学性质指标（一）
表5 几种丄的渗透系数表
表6 土的平均物理、力学性质指标(一)
注：1 •平均比重取：砂为2. 65：轻亚粘土为2. 70；亚粘土为2.71：粘±2. 74.
2.粗砂与中砂的Eo值适用于不均系数Cu=3时，当Cu>5时应按表中所列值减少2/3o Cu为中间值时，Eo值按内插法确左。
3.对于地基稳左计算，采用内摩擦角e的计算值低于标准值2° o
岩石及软弱夹层的力学性质指标见表8至表25*。
甘肃红层泥岩填料物理力学特性的试验研究
第38卷第2期 娃酸盐通报Vol.38 No.2 2019 年 2 月_______________BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY___________________February,2019甘肃红层泥岩填料物理力学特性的试验研究王鹏1，余云燕U，包得祥M，罗崇亮1(1.兰州交通大学土木工程学院，兰州730070 ;2.兰州交通大学甘肃省轨道交通力学应用工程实验室，兰州730070;3.甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司，兰州730030)摘要:红层泥岩作为一种常见的特殊土路基填料，其物理力学性质在不同地域表现出显著的差异性。
本文针对G6京藏高速公路兰海段路基填料红层泥岩土，通过土工试验(击实试验、界限含水率试验、固结试验）、X射线衍射、化学分析和电镜扫描试验、三轴压缩(U U)等试验，研究含水率、压实度等因素对红层泥岩物理力学特性的影响。
研究结果表明:所有工况下的应力-应变曲线均为应变硬化型，当围压为50 k P a且小于最优含水率时的应力-应变曲线趋于平稳;压实度不变，随着含水率的增加，黏聚力和内摩擦角逐渐减小，二者均随含水率的增加呈非线性下降关系，且内摩擦角减小的幅度更大;含水率不变，随着压实度的增加，黏聚力急剧增加，与压实度呈二次多项式关系，而内摩擦角变化不大。
关键词:红层泥岩；含水率；抗剪强度指标；三轴试验中图分类号:TB332 文献标识码:A 文章编号:1001 -1625 (2019) 02-0522-08Experimental Study on Physical and Mechanical Properties ofRed-mudstone Filling in GansuWANG Peng1,YU Yun-yan1,2,BA0 De-xiang1,3,LU0 Chong-liang1(1. School of Civil Engineering,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou 730070,China；2. Gansu Province Engineering Laboratoryof Rail Transit Mechanics Application,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou 730070,China；3. Gansu Province Transportation Planning, Survey & Design Institute Co. ,Ltd. ,Lanzhou 730030, China)A b stract：As a common special soil material to fill subgrade, the red-mudstone has obviously differencein physical and mechanical properties regions. In order to study the influence of water content, compaction and other factors on physical and mechanical properties of the red-mudstone soils, a series of tests, such as soils test ( compaction, consolidation, consistency limit) , XRD test, SEM test and U Utriaxial test were performed on the red-mudstone subgrade filling of G6 Beijing-Tibet Highway from Lanzhou to Haishiwan section. The results show that the stress-strain curve is stable when the confining pressure is 50 kPa and the water content is less than the optimal moisture content and it is strain- hardening in all the cases. In the same compactness, with the increase of water content, the cohesion and internal friction angle are gradually decrease, both of which have a nonlinear relationship with the increase of water content, and the internal friction angle decreases more. In the same water content, with the increase of compactness, the cohesion increases sharply and has a quadratic polynomial relationship with it, but the internal friction angle changes little.Key words：red-mudstone ；water content ；shear strength index ；triaxial test1引言随着我国公路建设规模和建设投入的增大，使公路通车里程快速增长，极大地改善了城市交通状况。
水泥改良黄土力学特性试验研究
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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水 泥 配合 比／ ％
取 一 定量 的扰 动黄 土 ， 风干 过 ０ ５ｍ 的筛 ， ． ｍ 配制 成 ４ 、 ％
图 ３ 塑 性指数 与 水 泥配 合 比关 系
５ 、 ％ 、 ％ 的 ４种 水 泥 配合 比 的 试 样 ， 样 含 水 率 为 各 水 ％ ６ ７ 试
１２ ２ ．． 击 实试 验
黄 土 的物 理力 学 试 验 ， 研究 水 泥 改 良黄 土 的 工 程 性 质 ， 证 验 其 是否 满 足高 速铁 路路 基填 料 的要 求 。
１ 试 验 内容
１ １ 试 验 材料 ．
试 验 土样 取 自某客 运 专 线 沿 线取 土 场 ， 样 土层 为黄 土 取
泥 配合 比黄 土 的 最 优 含 水 率 ， 实 系 数 Ｋ＝０ ９ 试 样 尺 寸 压 ． ５， 为 ｑ ９ ８ｍｍ ×ｈ ０ ｍｍ， 准 养 护 ７ ｏ ． ７ ２ 标 ｄ后 进 行 试 验 。试 验 采 用 １ ｈ快 速 固结 法 在 标 准 固结 仪 中 进 行 ， 荷 等 级 分 别 为 ２ 加
及零 星蜗 牛壳碎 片 。基 本物 性指 标见 表 １ 。试 验 所 用 水 泥是
秦 岭 水泥 场生 产 的硅 酸盐水 泥 ， 泥标 号 Ｐ ０ ２ ５ 水 ． ３．。
表 １ 试 验 黄 土的 基本 物性 指标 ［ 收稿 日期 ］ ２ １ ０ １—０ ５—１ ０
密度 及 最优 含 水 率 时 ， 能 达 到 最 好 的 压 实 效 果 。 因此 ， 才 本 次击 实试 验 的 目的是 求得 黄 土 的最 大 干密 度 及 最 优含 水 率 ，
干湿循环作用下水泥改良泥质板岩粗粒土动力特性
干湿循环作用下水泥改良泥质板岩粗粒土动力特性陈乐求;陈俊桦;张家生【摘要】In order to examine the influences of drying-wetting cycle on stability of cement-improved argillite-slate coarse-grained soil under dynamic loading,large-scale dynamic triaxial compression test on the soil at the standard curing age of 28 days was carried out.The mechanical characteristics parameters of improved soil,such as the change of dynamic elastic modulus,damping ratio and dynamic stress compressive strength with the drying-wetting cycles were studied by the tests.The influences of confining pressure on the dynamic properties under drying-wetting cycles were analyzed,and the influence mechanism of drying-wetting cycle was also discussed.The results indicate that:1) Both the maximum dynamic elastic modulus and dynamic compressive strength decay with the drying-wetting cycles until they are tending to be stable.2) The maximum damping ratio increases with the drying-wetting cycles until it reaches stable value.3) Under the drying-wetting cycles,the attenuations of the dynamic elastic modulus and dynamic compressive strength of the improved soil decrease with the increase of confining pressur.e,while the increment of the damping ratio decreases with the increase of confining pressure.%为研究干湿循环作用对水泥改良泥质板岩粗粒土的动力稳定性影响,以标准养护龄期达28 d的水泥改良泥质板岩粗粒土为试样,设计干湿循环条件下的改良土大型动三轴压缩试验.通过试验研究改良土动弹性模量、阻尼比和动应力强度等力学特征参数随干湿循环次数变化的规律,分析围压对干湿循环效应的影响,探讨干湿循环作用的影响机理.研究结果表明:1)随着干湿循环作用次数增加,最大动弹性模量和动强度均有所衰减,但衰减到一定程度后逐渐趋于稳定;2)最大阻尼比随着干湿循环作用次数增加而增加,但增加到一定程度后逐渐趋于稳定;3)干湿循环作用下,围压越大,最大动弹性模量和动强度的衰减幅度越小,最大阻尼比的增加幅度也越小.【期刊名称】《湖南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(044)009【总页数】7页(P107-113)【关键词】土动力学;粗粒土;动力特性;大型动三轴压缩试验;水泥改良【作者】陈乐求;陈俊桦;张家生【作者单位】中南大学土木工程学院,湖南长沙410075;湖南理工学院土木建筑工程学院,湖南岳阳414006;中南大学土木工程学院,湖南长沙410075;中南大学土木工程学院,湖南长沙410075【正文语种】中文【中图分类】TU41Abstract ：In order to examine the influences of drying-wetting cycle on stability of cement-improved argillite-slate coarse-grained soil under dynamic loading，large-scale dynamic triaxial compression test on the soil at the standard curing age of 28 days was carried out.The mechanical characteristics parameters of improved soil，such as the change of dynamic elastic modulus，damping ratio and dynamic stress compressive strength with the drying-wetting cycles were studied by the tests.Theinfluences of confining pressure on the dynamic properties under drying-wetting cycles were analyzed，and the influence mechanism of drying-wetting cycle was also discussed.The results indicate that：1) Both the maximum dynamic elastic modulus and dynamic compressive strength decay with the drying-wetting cycles until they are tending to be stable.2) The maximum damping ratio increases with the drying-wetting cycles until it reaches stable value.3) Under the drying-wetting cycles，the attenuations of the dynamic elastic modulus and dynamic compressive strength of the improved soil decrease with the increase of confining pressure，while the increment of the damping ratio decreases with the increase of confining pressure.Key words：soil dynamics；coarse-grained soil; dynamic properties; large-scale dynamic triaxial compression test; cement improvement雨水降渗和蒸发、地下水位上升和下降等水环境的变化是较为常见的自然现象，因此，路基受到干湿循环作用也较为常见.干湿循环作用下，路基填料土容易产生较大的胀缩变形，从而导致路基病害.特别是富含亲水矿物成分的土料，如红黏土、黄土、风化的泥岩等水稳性差的土料，土的干湿循环作用效应更明显.为确保这些水稳性差的土料满足路基填筑要求，需要对其进行化学改良，如水泥改良或石灰改良.研究干湿循环作用下化学改良土的力学性质，可以为改良土路基设计、路基土水稳性评价以及改良效果评价等提供参考，具有重要的工程实际意义.目前，针对干湿循环作用下化学改良土的力性质研究主要是针对静力性质，针对动力性质的研究较少[1-6].例如安爱军[1]、李冬立等[2]和薄煜琳等[4]研究干湿循环条件下水泥改良土的无侧限抗压强度变化特性.王建华等[3]研究干湿循环过程中水泥改良土静三轴抗压强度的衰减机理.杨和平等[5]研究干湿循环条件下改良膨胀土的抗剪强度.虽然目前我国相关的路基设计规范对路基稳定性的评价主要考虑静力性质的影响[7]，但是现有研究表明[8]，土的动力变形与破坏对路基稳定性的影响更大.此外，既有研究主要针对改良细粒土[3-5]，很少针对改良粗粒土.而对承载性能要求较高的路基通常用粗粒土作为主要填料.总的来说，干湿循环作用下化学改良粗粒土动力学性质的研究具有积极意义.直剪试验[9-10]、离心机试验[11]、共振柱试验[12]和振动三轴试验等是研究土动力性质的主要方法.其中，由于设备经济实用，试验结果方便工程应用，振动三轴试验是最常用的研究方法.通常利用振动三轴试验研究干湿循环条件下土的动强度、动弹性模量、阻尼比等力学参数的变化规律[6].泥质板岩在我国分布较广.不少公路和铁路路基的建设项目经过泥质板岩区.如武广客运专线途经的湖南岳阳市就是典型的泥质板岩区域.在干燥条件下，泥质板岩粗粒土具有良好的承载性，但是由于土中高岭石和绿泥石等含量较高，泥质板岩土被水浸泡易软化、崩解，水稳性较差.因此，为应用于填筑路基，需对泥质板岩土进行水泥或者石灰化学改良.为此，针对水泥改良泥质板岩粗粒土，本文设计了干湿循环条件下的振动三轴试验.通过试验研究改良土的动弹性模量、阻尼比和动强度等随干湿循环次数的变化规律，分析围压及其对干湿循环作用的影响，以期研究成果能为干湿循环作用下泥质板岩改良粗粒土路基的动力稳定性评估等提供参考.1.1 土样及其物理参数试验所取土样为褐黄色泥质板岩土.土中主要矿物成分为石英、白云母、绿泥石和高岭石等，其中，白云母、绿泥石和高岭石等亲水矿物的含量较高.土吸水能力强，遇水易软化、崩解.饱水状态下土强度低.土样的天然含水率为5%～20%，密度为1.04～1.70 g/cm3.土样的颗粒不大于60 mm，土中砾粒组含量最多，约为58.8%；其次为砂粒组，含量约为33.6%；细粒土含量约为8%. 土的不均匀系数为133.6，曲率系数为0.28.级配曲线如图1所示.根据《土的工程分类标准》(GB/T 50145—2007)，土样为含细粒土砾.1.2 试验设计1.2.1 试验仪器及制样考虑到泥质板岩粗粒土颗粒的尺寸效应，采用大型三轴仪进行试验.试验设备为TAJ-2000大型静动三轴仪.改良加固剂为普通硅酸盐水泥P.O.32.5.根据现有研究成果[13-16]，当土中水泥含量≥4%时，改良土力学性质可满足路基填筑要求.本文试验在土样中掺入质量分数为5%的水泥，以95%的压实度、15%的含水率和2.0 g/cm3的干密度制作试样.试样为直径300 mm，高600 mm的圆柱体.1.2.2 试验条件和试验方法1)干湿循环试验条件土的1次干湿循环包括吸水和失水两个过程.理想状态下，1次干湿循环应达到完全饱水和完全失水.对于工程实际，干湿循环过程中土的饱水率和失水率通常都不是100%，与理想状态有较大差别.干湿循环过程中不同的饱水率和失水率对土的力学性质影响较大.因此，对于土的干湿循环，目前尚未有统一的试验标准.学者们提出了不同的干湿循环试验标准[2-5,17-18].例如，文献[3]按照30%的失水率对土样进行自然失水处理，然后采用抽真空饱和法对土样进行饱和处理.将这样的一个失水与饱和过程看作1次干湿循环.该方法操作较为复杂.文献[2]则按照美国ASTMD559-44和AASHTO T136-45“压实水泥土干湿试验标准方法”的规定，先让试样泡水2 d，再在室内放置2 d，让其自然风干.4 d时间为1次干湿循环.该方法以天数为单位去衡量干湿吸水和失水时间，方便实际工程应用和参考.由于土中孔隙较大，泥质板岩粗粒土易于排水，而土中亲水矿物含量较高，泥质板岩粗粒土又易于吸水，所以泥质板岩粗粒土干湿循环过程时间一般较短.为此，文献[17]在文献[2]的基础上对干湿循环试验控制条件进行了简化，将泡水天数设为1 d，把自然风干天数设为1 d. 2 d时间完成1次干湿循环.本文试验采用文献[17]提出的干湿循环方法.试验中，干湿循环次数M=0,3,5,7,10,14.考虑到当标准养护龄期到达到28 d 以上水泥强度增长放缓，同时水泥对土的加固作用也不会发生较大变化，本文对标准养护龄期达到28 d的试样进行干湿循环下的动强度试验以及动弹性模量与阻尼比试验.2)动弹性模量与阻尼比、动强度试验在不同围压水平下，对不同干湿循环次数的试样进行等向固结，然后在试样轴向施加正弦波荷载.试验过程排水.对动弹性模量与阻尼比试验，采用等效线性模型，按照文献[19]的方法进行具体计算.采用逐级提高动应力幅值的方式进行加载.正弦波荷载以及动应力幅值计算公式见式(1)式(2).式中：σd为试样轴向动应力；为动应力幅值；S为围压；k为动静应力比，0<k<1；f为加载频率；t=N/f，为加载作用时间，N为循环振动次数.动弹性模量与阻尼比试验以及动强度试验均设计3个围压水平：S=200 kPa，300 kPa，500 kPa.加载频率f=1 Hz.对于动强度试验，设轴向应变达到5%为土发生破坏的标准.将轴向应变达到5%所需的振次称为破坏振次，记为N=Nf.与破坏振次对应的动应力幅值为该振次下改良土的动应力强度.2.1 动弹性模量与阻尼比试验结果及分析动弹性模量和阻尼比随动应变幅值变化的典型关系曲线分别如图2和图3所示.从图2和图3看出，随着动应变幅值增加，动弹性模量近似呈反比例关系衰减，而阻尼比近似呈双曲线函数关系增大.因此，干湿循环作用下，泥质板岩改良粗粒土的动弹性模量、阻尼比随动应变幅值变化的关系可采用Hardin等提出的等效线性黏弹性模型进行分析.根据文献[19],可拟合得到最大动弹性模量和最大阻尼比，它们是等效线性黏弹性模型中的两个特征参数.从图2和图3还可看出，其他条件相同时，干湿循环次数发生改变，改良土动弹性模量和阻尼比也发生改变.即干湿循环作用对动弹性模量和阻尼比有影响.2.1.1 动弹性模量变化规律从图2看出，其他条件相同时，随着干湿循环作用次数增加，改良土动弹性模量减小.本文重点分析干湿循环作用对最大动弹性模量的影响.图4给出了不同围压下最大动弹性模量和干湿循环作用次数的关系.从图4看出，当干湿循环作用次数较小时(M<5)，最大动弹性模量随干湿循环作用次数增加而减小.当干湿循环作用次数增加到一定程度时(M>5)，最大动弹性模量基本趋于稳定.这表明，干湿循环作用会导致改良土最大弹性模量衰减，但这种衰减影响是有限的.根据图4，当干湿循环次数从0增加到14时，对应围压为200 kPa，300 kPa和500 kPa的最大动弹性模量分别从1 139 MPa减小至933 MPa，从1 420 MPa 减小至1 231 MPa和从1 723 MPa减小至1 582 MPa，分别减小206 MPa，189 MPa和141 MPa，相对减小幅度分别为18.1%、13.3%和8.1%.可见随着围压增加，干湿循环对最大弹性模量的衰减作用减小.即围压越大，最大动弹性模量的干湿循环衰减效应越不显著.2.1.2 阻尼比变化规律从图2看出，其他条件相同时，随着干湿循环作用次数增加，改良土阻尼比增大.与利用最大动弹性模量分析动弹性模量的干湿循环变化规律类似，本文采用最大阻尼比分析干湿循环对改良土阻尼比的影响.图 5给出了不同围压下的最大阻尼比与干湿循环次数的关系曲线.从图 5看出，同一围压下，改良土最大阻尼比随着干湿循环次数增加而增大.当干湿循环次数增大到一定程度后，最大阻尼比基本不再变化.例如对于围压S=200 kPa的曲线，当干湿循环次数M<7时，随着干湿循环次数增加，最大阻尼比由0.18增加到0.26，随后曲线变得平缓(M>7).这表明，干湿循环作用会导致改良土最大阻尼比增大，但增大幅度是有限的.从图5还看出，当干湿循环次数从0增加到14时，对应围压为200 kPa，300 kPa和500 kPa的最大阻尼比分别从0.18增加至0.27、从0.16增加至0.21和从0.13增加至0.16，分别增加0.09，0.05和0.03，相对增加幅度分别为50.0%，31.3%和23.1%.可见随着围压增加，干湿循环对最大阻尼比的影响减小.2.2 动强度试验结果及分析图6给出了当围压S=300 kPa、不同循环动应力幅值作用下，破坏振次Nf(轴向应变累积达到5%对应的循环振次)与干湿循环次数M的关系曲线.从图6看出，围压和动应力一定时，当干湿循环作用次数较小时(M<7)，破坏振次随干湿循环作用次数增加而减小.当干湿循环作用次数增加到一定程度时(M>7)，破坏振次基本趋于稳定.由于相同循环动应力幅值作用下，破坏振次越大表示改良土抵抗破坏变形的能力越弱，即动强度越小，因此，干湿循环使得改良土的动强度劣化，但这种劣化影响是有限的.图7给出了当循环动应力幅值不同围压作用下的破坏振次与干湿循环次数的关系曲线.从图7看出，当干湿循环次数从0增加到14时，对应围压为200 kPa，300 kPa和500 kPa的破坏振次分别从4 672减小至3 498、从5 324减小至4 201和从6 759减小至5 987，分别减小1 274，1 123和772，相对减小幅度分别为27.3%，21.1%和11.4%.可见随着围压增大，改良土的破坏振次随干湿循环次数增加而减小的幅度逐渐减小，即随着围压增大，干湿循环对动强度的影响减小.土的干湿循环过程实际上是水环境下土内部矿物晶体、颗粒发生复杂物理化学变化的过程.首先，土中亲水矿物成分越多，土颗粒表面吸附水的能力越强，土中越容易发生水物理化学反应.吸水过程中，水分子进入层状的黏土矿物颗粒之间形成极化的水分子层，这些水分子层又可以不断吸水扩层，同时水分子进入黏土矿物晶胞层间，形成矿物内部层间水层，造成了黏土矿物的膨胀[20].失水过程中，黏土矿物收缩.亲水矿物中的黏土矿物具有很强的亲水性和膨胀性，而黏土矿物中的蒙脱石亲水性和膨胀性最强，伊利石次之，绿泥石和高岭石等较弱.因而含蒙脱石较高的黏性土易产生显著的体积膨胀和收缩，如膨胀土等.其次，土的内部孔隙率越高，土的吸水和失水越容易，土颗粒间、矿物晶体间的结合水膜越难形成，结合水膜变化也越小，土体越不容易发生体积膨胀和收缩，例如粗粒土等.本文试验的土样为泥质板岩粗粒土，土中主要含白云母、绿泥石和高岭石等亲水矿物，其中绿泥石和高龄石是黏土矿物，因此，干湿循环作用下，泥质板岩粗粒土的体积变化虽然不如膨胀土显著，但这种变化不可忽略.根据文献[13]，理想状态下，水泥改良土中土颗粒通常被水泥凝胶吸附包裹，同时土颗粒的孔隙中填充了大量纤维状结晶，起到了一定的网络格架作用，形成了水泥土骨架体，这能有效抑制土中矿物颗粒的膨胀体积变形和崩解软化.根据文献[3]，实际工程中，水泥改良土中水泥质量分数一般不会超过10%，较少的水泥含量使得水泥胶结体很难完全均匀地分布在土体内，特别是含粗颗粒的水泥改良土，容易出现一些部位水泥凝胶厚度较大，另一些部位水泥凝胶厚度较薄的现象，甚至有的颗粒(团)未被水泥凝胶包裹.考虑到水泥土承载力主要由水泥骨架和水泥凝胶包裹的颗粒团的强度确定，因此，水泥改良泥质板岩粗粒土总会或多或少发生崩解、水软化、干缩与湿胀变形等.而土颗粒(团)的崩解、干缩与膨胀引起的变形必然受到水泥骨架结构强度的限制.当变形产生的应力超过水泥骨架结构强度时，将在胶结部位形成微裂缝，并且随干湿循环次数的不断增加，崩解、干缩与湿胀引起的不可逆变形也将进一步增大，这使得微裂缝继续不断萌生和扩展，造成水泥改良土自身结构的破坏，从而导致改良土的力学性质劣化[2-3,6].由于水泥骨架具备一定的稳定性，且土中发生水物理化学反应的矿物颗粒含量也是一定的，因而干湿循环作用下改良土整体骨架变形达到一定程度时就很难继续发展.即干湿循环的劣化效应也是有限的.由以上分析可知，干湿循环使得改良土内部结构发生一定程度的破坏，从而使得改良土的刚度和强度均产生一定程度的衰减.由于本文的循环动力试验是在干湿循环基础上进行的，因而这种衰减规律表现为动弹性模量和动强度随干湿循环次数增加而减小.如图4中最大动弹性模量的变化规律和图6中动强度的变化规律所示.土的内部结构发生破坏会影响土中颗粒的振动和应力、变形的传播，宏观上表现为土的黏滞性增加，即随着干湿循环次数增加，改良土的内部结构逐渐发生破坏，土的黏滞性逐渐增加.而土的黏滞性越大，阻尼比越大.由于干湿循环作用对土内部结构破坏是有限的，因此，干湿循环作用下土的黏滞性增加是有限的，从而阻尼比的增加也是有限的.这种变化规律如图3和图5所示.无论是干湿循环作用还是循环动力作用，当围压较大时，土的变形发展都比较困难，导致水泥胶结部位较难产生裂纹或者产生的裂纹较难扩展，从而使得改良土的内部结构也较难破坏.因此，干湿循环作用下，围压越大，土的刚度和强度的衰减幅度越低，土的黏滞性的增加幅度也会减小，即动弹性模量和动强度的衰减幅度降低，阻尼比的增加幅度减小，表现出的规律如图4、图5和图7所示.为研究干湿循环作用下水泥改良泥质板岩粗粒土的动力稳定性，本文设计了方便实际工程参考的干湿循环试验条件，并在该条件下对改良土进行大型动三轴压缩试验.通过试验研究干湿循环作用对土的动弹性模量、阻尼比以及动强度等的影响，分析和探讨干湿循环作用的影响机理.得到以下主要结论：1)干湿循环对改良土动力性质起到一定的劣化作用.随着干湿循环作用次数增加，改良土动弹性模量和动强度等均有所衰减，但衰减到一定程度后均逐渐趋于稳定，而阻尼比则有所增加，但增加到一定程度后也逐渐趋于稳定.因此，干湿循环作用下，水泥改良泥质板岩土的动力稳定性良好.2)围压对改良土动力性质的干湿循环效应有重要影响.提高围压有助于减小干湿循环作用对土的动力性质影响.干湿循环作用下，围压越大，改良土的最大动弹性模量和动强度的衰减幅度越小，最大阻尼比的增加幅度也越小.【相关文献】[1] 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强～弱风化泥质板岩改良土填筑施工工艺试验研究
１ 泥质板 岩施 工工 艺试 验研 究意义 及 目的
（ 中粗砂 ） 物理 改 良后 虽然填 料 的压 实 强 度 最低 ， 用推 土机 、 路机 可 压 到 了一定 程度 的改善 ， 是其 水稳 定性 没 有得 到根 本性 的 等机 械 对 其碾 压破 碎 ，推 土机 摊 铺 一压 路 机碾 压 一推 土 但 改变 ， 因此认 为泥 质板 岩物 理 改 良土填 筑客 运专 线 路基 存 机耙 一压路 机碾 压 一筛 分检 测 （ 不合格 继 续耙翻 ） 如 一摊
３ 施 工流 程与主 要机械 设 备配置
３ １ 施 工 流 程 ．
强 ～弱 风化 泥 质板 岩 物理 改 良土现 场 工 艺试 验 施工 流 程分 为 “ 区段 、 流 程 ” 三 九 分层 填 筑。 与 硬质 岩 ＡＢ组填
料相 比基 本 一致 ， 主要是 增加 了拌和 的 施工流 程。
关 键 词 ： ～弱 风 化 泥 质 板 岩 强
研 究
物理改 良土
施工工艺
试 验 推 土机 １台 ， Ｙ ０ Ｐ １ Ｇ平地 机 １台 ，工 艺试 验采 用 挖掘 机 ８
和 装载机 拌和 。
３３破碎 工 艺研究 ． 武 广客 运专 线 全线地 质 复杂 多 变 ， 湖南 境 内大部 分 其 现 场工 艺试 验 分别 进行 了两 种破 碎工 艺试 验 ， 一种 是 分布 为 泥质板 岩 。强 ～弱风化 泥质 板 岩因岩 石强 度低 、 水 直 接 利 用推 土 机 、 路机 等 机 械碾 压 破 碎 ， 压 一种 是 与硬 质 稳 定 性 比较 差 ， 碎 后 其细 颗 粒 的含 量 比较 多 ， 其 白云 岩相似 的鄂式破 碎机 破碎 。 破 尤 母 等不 稳定 性矿 物含 量 比较 高 ， 加 ２ ～ ０ 的稳定 材料 掺 ０ ３％
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第３０卷第１期 ２０１７年３月 湖南理工学院学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＨｕｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ） 、 Ｉ．３０ ＮＯ．１
Ｍａｔ．２０１７
泥质板岩改良土物理力学性质试验 陈乐求 ，张家生２，陈俊桦２ （１．湖南理工学院土木建筑工程学院，湖南岳阳４１４００６；２．中南大学土木工程学院，长沙４１００７５） 摘要：在泥质板岩土样中掺入质量百分比为４％，５％，６％和７％的水泥对土样进行化学改良．利用击实试验、无侧限抗 压强度试验研究水泥掺入量对改良土的最大干密度和最优含水率的影响、以及不同水泥含量下的养护龄期、泡水作用和干 湿循环作用对改良土强度的影响，从强度和水稳性等角度分析和探讨最优水泥含量的选取．研究结果表明，最大干密度和 最优含水率分别为２．１７～２．１９ ｇ／ｃｍ 和１０．４～１１．５％，水泥含量对改良土的最大干密度和最优含水率的影响不大；随着养护 龄期、泡水天数的增加，养护龄期和泡水作用对改良土强度的影响逐渐变小，改良土强度趋于稳定；随着干湿循环次数的增 加，改良土强度逐渐降低，且降低程度呈减小趋势；由试验结果确定的最优水泥掺入量为５％．研究成果可为路基工程中关 于改良土中合理水泥含量的确定以及改良土质量评价等研究提供参考． 关键词：路基：无侧限抗压强度；水稳性：干湿循环：水泥改良 中图分类号：ＴＵ４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—５２９８（２０１７）０１．００６３．０６
Ｔｅｓｔ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ａｒｇｉｌｌｉｔｅ－－ｓｌａｔｅ Ｓｏｉｌ ＣＨＥＮ Ｌｅｑｉｕ ，ＺＨＡＮＧ Ｊｉａｓｈｅｎｇ２，ＣＨＥＮ Ｊｕｎｈｕａ２
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｙｕｅｙａｎｇ ４ １４００６，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００７５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ４％．５％．６％ａｎｄ７％ｉＳ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ａｒｇｉｌｌｉｔｅ．ｓｌａｔｅ ｓｏｉｌｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｏｆ ｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｒｅ ｃａｒｄｅｄ ｏｕｔ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｎ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｄｒｙ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｏｎｔｅｎｔ，ａｎｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ，ｔｈｅ Ｗａｔｅｒ ｓｏａｋｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｗｅｔ—ｄｒｙ ｃｙｃｌｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｏｉｌ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ ａｎｇｌｅｓ ｏｆ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｏｉｌ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ．ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｄｒｙ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｒｅ ２．１ ７￣２．１ ９ ｅＣｃｍ ａｎｄ １ ０．４－１ １．５％．Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｌｉｔｔｌｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｎ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｄｒｙ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｏｎｔｅｎｔ；Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｃｕｒｉｎｇｐｅｒｉｏｄ ａｎｄ ｓｏａｋｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ ｏｎ ｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｏｉｌ ｔｅｎｄ ｔｏ ｂｅ ｌｅｓｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｐｅｒｉｏｄ．ｗｈｉｃｈ ｒｅｖｅａｌ ｔｈａｔ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｏｉｌ ｔｅｎｄｓ ｔｏ ｂｅ ｓｔｅａｄｙ ｉｎ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ ｏｆｂｏｔｈ ｃｕｒｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ ａｎｄ ｓｏａｋｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ．Ｔｈｅ ｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｏｉｌ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｗｉｍ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｗｅｔ．ｄｒｙ ｃｙｃｌｅｓ．ｂｕｔ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｒｅｄｕｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｗｅｔ—ｄｒｙ ｃｙｃｌｅｓ；Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｓ ５％ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ；Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｏｉｌ．ｔｈｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｎ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ
ＳＯ ｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｇｒａｄｅ，ｔｈｅ ｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｗａｔｅｒ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｗｅｔｔｉｎｇ－ｄｒｙｉｎｇ ｃｙｃｌｅｓ，ｃｅｍｅｎｔ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｏｉｌ
引言
对于公路或铁路路基工程，将就地所取土料应用于路基填筑有利于节约经济成本．当就地所取土料 达不到路基填筑要求时，如土的级配、土的强度和土的水稳性等不符合路基设计规范的要求时，需要对土 进行改良，使土满足路基填筑要求．改良土的方法主要有物理改良和化学改良通常情况下，当土颗粒级 配不满足要求时，采用物理改良方法，如掺入所需的土颗粒去改变级配；当土的水稳性不满足要求时，采 用化学改良方法．化学改良方法一般是通过在土中掺人石灰或者水泥去增强土体内部颗粒间的联接，从 而提高土的强度、刚度和水稳性等Ｌｌ Ｊ． 从现有研究［２－８］可知，土的液塑性和击实特性等对控制路基的填筑压实质量至关重要，如用击实试验
收稿日期：２０１６．１２—０５ 基金项目：国家自然科学基金资助项￣（５１３０８２１０） 作者简介：陈乐求（１９８１一）＇男，湖南岳阳人，博士，湖南理工学院土木建筑工程学院副教授．主要研究方向：岩土工程、路基工程 湖南理工学院学报（自然科学版） 第３Ｏ卷 测试出的最大干密度等是指导现场填筑压实的重要物理参数．改良土通常也需要研究这些物理性质．对 于力学性质，通常情况下公路路基满足填筑要求的主要指标为承载比ＣＢＲ．而对于铁路路基填筑，无侧 限抗压强度是评价改良土是否适合填筑路基的重要指标．目前针对高铁路基基床填筑，规范要求达到７ｄ 龄期的改良土的无侧限抗压强度不小于３５０ｋＰａ．相对ＣＢＲ指标，无侧限抗压强度指标获取较为简单，且 较方便直接应用强度理论评价改良效果．因此，目前无侧限抗压试验是评价土的化学改良效果以及研究 改良土力学性质的主要方法 ．实际工程中，环境条件多变性引起的干湿循环作用或者长期泡水作用是 导致铁路路基填料土力学特性退化一个重要原因，因此，与通常考虑龄期影响的无侧限抗压试验相比，泡 水后和干湿循环条件下的无侧限抗压试验研究主要针对改良土长期水稳性【 ，如文［１０］利用泡水和干 湿循环条件下的无侧限抗压强度指标评价改良土的耐久性能．根据日本学者研究【ｌ ］，土改良后用于路 基填料的无侧限抗压强度若大于５００ｋＰａ，则在水稳性和力学稳定性方面均可满足要求．该指标对公路、铁 路路基填土的改良均有一定的借鉴意义． 板岩在我国分布较广，很多公路或者铁路建设项目途径板岩区，如湖南段内的武广客运铁路建设项 目ｌＪ川．泥质板岩破碎后形成的土料遇水易崩解，水稳性差，不适合直接应用于填筑路基．为使泥质板岩土 满足路基填筑要求，需对其进行化学改良．实际工程中，合理的石灰或者水泥掺入量既能保证经济效益， 又能确保改良土符合路基填筑要求．为此，本文通过在泥质板岩土中掺入不同质量百分比的水泥制作土 样，对改良土样进行击实试验和分别考虑龄期影响、长期泡水和干湿循环作用影响的无侧限抗压强度试验， 研究泥质板岩改良土的物理力学特性，综合评价改良效果，以便获得合理的水泥掺入量，为关于泥质板岩 土如何改良、改良后力学特性和水稳性等研究提供参考．
１改良土试验方案 １．１试验材料 试验取土于岳阳市区．土样为褐黄色的泥质板岩土，较松软，手捏成粉末状，具吸水性．土中白云母 与绿泥石含量较高 ，土遇水易软化、崩解．对路基填筑来说，泥质板岩土属不良填料． １．２试验设计 在土样中掺入水泥进行化学改良．水泥为普通硅酸盐Ｐ．Ｏ３２．５．水泥掺入量质量百分比分别为４％，５％， ６％和７％．以Ｏ．９６的压实度制作土样，无侧限抗压强度试验土样的含水率从击实试验得到的最优含水率结 果中选取．设计以下４种试验： （１）对４种水泥含量的改良土样进行击实试验，土样含水率设计为：６％，８％，１０％，１２％和１４％．通过试 验测定最大干密度和最优含水率． （２）为考虑养护龄期的影响，对水泥改良土实施标准养护，针对４种不同水泥含量的改良土，分别测 定养护龄期达到３，７，２８ｄ时的无侧限抗压强度． （３）为考虑长期泡水影响或者土的耐水性，将养护龄期达到７和２８ ｄ的改良土样浸泡水中，观察泡水 现象．然后针对浸泡时间为７和１５ ｄ的改良土样，测定其无侧限抗压强度． （４）为考虑干湿循环作用影响，将养护龄期达到２８ ｄ的改良土样进行干湿循环，然后测定３和５次干 湿循环下的无侧限抗压强度．干湿循环试验的具体步骤为 ：首先将试样放入水中泡水２ｄ，然后取出试样 并用干毛巾擦掉试样表面水珠，接着将试样于室内阴凉的地方静置２ｄ．以上为１次干湿循环，１次干湿循 环所需时间为４ ｄ．第２～５次循环依次类推．
２结果及分析 ２．１击实试验结果及分析 改良土水泥含量和最大干密度、最优含水率之间的关系分别如图１和图２所示．从图１可看出，未改