简介:本文是黏土类论文例文和黏土有关论文例文.
摘 要：由于红黏土遇水后性能会降低,从而影响在路基工程中的应用效果.所以文章首先对红黏土工程性质进行分析,包含颗粒分析、天然含水率、界限含水率和自由膨胀率等,当对红黏土的工程性质有了深入了解之后.然后分析红黏土应用于路基中需要具备的性能,于是可以通过合适的施工方式,提高红黏土作为填料在路基中的应用效果.
关键词：红黏土;工程性质;路基;应用
中图分类号：U412.22文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2020）10-0168-05
Abstract：Since the performance of red clay will be reduced when it encounters water, it will affect the application effect in subgrade engineering. Therefore, the paper first analyzes the engineering properties of red clay, including phttp://127.1.1.1:801/xdl.php?url等于http://xmlib.vip.qikan.com/Text/article analysis, natural water content, boundary water content and free expansion rate, etc. After hing a deep understanding of the engineering properties of red clay. Then analyze the performance that red clay needs to he in the roadbed, so the application effect of red clay as a filler in the roadbed can be improved through a suitable construction method.
Key words：red clay; engineering properties; subgrade; application
0 引言
红黏土属于一种特殊土,其特征主要表现为含水率较高、塑限高、液限高等,当其遇到水时,其强度就会发生显著性较低,所以导致在路基不能发生较好的应用效果[1-3].直至近几年来,人们开始对红黏土进行使用,将其作为路基填料,但是严重影响到了路基稳定性和质量,究其原因为红黏土工程性质了解不够深入,于是文章将主要研究红黏土工程性质,然后正确的应用于路基建设中,能够提高路基的质量[4-5].文章将选取贵州地区中某高速工程的红黏土作为研究对象,取土深度为5～10m.
1.红黏土工程性质分析
由于贵州地区特有的气候特征,容易形成红黏土,导致在某些区域进行工程建设时容易受到红黏土的影响,所以分析其工程性质将有助于工程建设的发展.红黏土的颗粒非常小,粘粒含量也较高,并且其分布较为均匀,于是颗粒就会以土粘团的形式存在,其中涉及到的粘接强度主要为铝质和铁质胶结连接,然后其粘接结构较为稳定,当遇水后力学性能就会发生变化[6-7].红黏土的主要成分有粘土矿物、游离氧化物和岩屑,且其含量依次递减.文章将主要有4个方面分析红黏土的工程性质,分别为颗粒分析、天然含水率、界限含水率和自由膨胀率.
1、1 红黏土的颗粒分析
作为土工试验最基本的实验之一,颗粒分析主要目的在于检测红黏土中不同粒径质量的占比.因为该占比对红黏土的力学性能有一定的影响.于是使用密度计法对红黏土的颗粒进行实验研究,使用风干红黏土作为实验对象,按照一定操作程序,即可得到如表1所示的红黏土颗粒组成分析表.从表中可以看出,粒径小于0.002mm的颗粒占比最多,占比为73.5%,所以红黏土中粒径发部分在0.002mm以下,其次为粒径在0.075～0.002mm之间的颗粒,占比为20.1%,占比最小颗粒的粒径只有6.4%.于是根据相关划分要求,红黏土属于黏质细粒土.
1、2 红黏土的天然含水率
含水率属于红黏土的基本指标之一,其主要作用在于能够反映出红黏土的状态,另外,含水率不同,其力学性能也将存在差异,另外,如果需要计算红黏土的孔隙比、干密度和饱和度等指标时,需要将含水率作为依据,所以对红黏土的天然含水率进行测试十分有必要[8].文章采用烘干法测定不同红黏土的含水率,然后得到如表2所示的检测结果.从表中可以看出,红黏土的含水率比较大,平均含水率大致在35%左右.红黏土的高含水率主要与其物质组成有关联,红黏土中具有很多的粘土矿物,在该矿物中存在很多的高岭石,该物质具有很强的吸水性,另外,红黏土中存在很多氧化物属于水合氧化物,于是可以增大红黏土的含水率,使得红黏土具有含水率大的特点.
1、3 红黏土的界限含水率
当含水率不断增加时,红黏土会存在3个不同的状态,分别为固体状态、可塑状态和流动状态,然后界限含水率就是这3个状态的界限值,分别包含液限和塑限,其中塑限的含义为固体状态变为可塑状态的最低含水率,另外一种液限的含义为可塑状态变为流动状态的最低含水率.界限含水率的主要作用在于能够将土类进行划分,在公路工程设计中也有重要作用.
将选择100可锥为研究对象,通过使用双曲线法获得如表3所示的界限含水率结果.然后根据图1所示的塑性图可以进行红黏土分类.图1中液限为横坐标,塑性为纵坐标.根据表3所得到的液限和塑限在图1中找到相应的位置,可以位于B线的右侧,A线的上侧,从而可以判断红黏土属于一种高塑性无机红黏土.对土进行评价时其主要指标就是塑性指數和塑液限指标,实验结果测得红黏土塑限为30.6%,该值比天然含水率要低,于是处于可塑状态.另外,塑限含水率和天然含水率差不多,于是可以证明实际情况中天然含水率的红黏土具有一定强度,所以将其应用于路基中具有一定的工程性质.
1.4 红黏土的自由膨胀率
自由膨胀率主要作用在于反映土膨胀性,不同膨胀性将会影响到土的胶粒含量、水溶液性质、矿物成分和化学成分等.于是进行实验研究,检测红黏土的自由膨胀率结果如表4所示.从表中可以看出,红黏土的自由膨胀率平均值为6.5%,由于相关规定表明只有大于40%的情况才属于膨胀土,显然文章所研究的红黏土膨胀率小于40%,不属于膨胀土.然而在实验过程中,出现了少量膨胀,究其原因在于红黏土是一种碳酸盐系,其中具有少量的蒙脱石,其中晶体构造层又会和阳离子,于是其吸水膨胀能力非常的强,所以就会出现少量膨胀现象.
通过上面对红黏土工程性质进行分析,得到了该红黏土中的主要成分为粘土矿,红黏土的粒径大部分集中小于0.002mm,于是可以將其划分为黏质细粒土,红黏土的的含水率比较高,大致在35%左右,然后其塑性指数和液限分别为72.5%和103.1%,通过塑限图可以判断红黏土为高塑性无机黏土,最后红黏土的自由膨胀率是6.5%,不属于膨胀土,但是实验过程中会发生较少的膨胀,其主要原因在于红黏土中含有蒙脱石,该材料的吸水膨胀能力比较强.
2.红黏土在路基中的应用
文章将以贵州省某公路的一段作为应用对象,研究红黏土作为路基的填料,虽然红黏土遇水会大幅度降低力学性能,但是在一定条件之下,能够满足路基中作为填料的要求.所以在应用过程中需要有合理的施工工艺,合理的控制条件,从而降低遇水后红黏土的影响,于是能够作为填料在路基中发挥重要作用.于是本章节将主要研究红黏土作为填料在路基中应用的相关要求.
2、1 路用性能测试
将红黏土作为路基填料,需要进行路用性能测试,在测试过程中会将CNR和压实度作为控制指标,检验红黏土作为填料的CBR值是否符合规范,然后分析出红黏土作为填料的最佳含水率范围,并且还需要分析出最佳碾压稠度范围,从而达到控制红黏土作为填料的性能.于是对天然含水率下的红黏土进行了大量录用性能试验,结果如表5所示.图2和图3分别为不同击实功作用下稠度与 CBR 关系曲线和与干密度关系曲线.通过对图2、图3和表5进行分析,于是可知红黏土基本上可以满足作为填料的CBR要求,并且将红黏土的可碾压含水率设置为27%～48%之间;红黏土的最优含水率为小于最大强度含水率5%～6%,于是通过求出最大强度含水率就可得到最优含水率;红黏土作为填料时,在满足强度的条件下,可以降低压实度.
2、2 填料要求
按照某些规定上指出填料要求,红黏土基本上不符合,但是在路用性能测试中能够发现天然含水率是否能够作为填料起到决定性作用,另外,作为填料还需要满足一定的稳定性和强度,所以红黏土还需要考虑到CBR强度.有些情况中红黏土的液限和天然含水率非常高,但是却具有非常好的CBR强度,能够符合工程要求.所以红黏土的填料要求为CBR要大于3,另外其稠度大于0.7,总之,当红黏土的碾压含水率和强度满足要求时,不需要满足其他的指标,比如塑性和液限.
2、3 控制碾压含水率
碾压含水率影响着压实质量,所以需要控制好红黏土的碾压含水率十分重要.碾压含水率过高和过低都会使得路基质量达不到要求,于是需要将其控制在一个合理范围内.按照相关规定表明,碾压含水率在26%到30%之间比较好,但是由于贵州地区的环境决定着红黏土含水率比较高,于是需要对其进行大范围晾晒,会需要大量成本,所以在实际过程中不会使用该方式.由于红黏土达到最大强度时其含水率并不是最优含水率,所以可以根据实际情况将碾压含水率设定在26%到48%之间比较合适,当有些含水率超过48%时,当然这些部分属于少量,于是可以使用晾晒,然后使其符合碾压含水率.
2、4 路基填筑方案
由于红黏土的性能比较不稳定,遇水后性能会发生变化,所以不能按照一般填料进行填筑,红黏土常用的填筑结构有汉堡事、三明治式、土石混填式、掺灰处理等.每种方式的优势不同,文章通过结合室内试验结果,然后考虑到施工工期、造价和工程合理性等因素,最终选择三明治式和土石混合式这两种方式的结合形式.
1）三明治式.三明治式又可以称为互层法,将土和石以相互间隔的方式进行填筑,该结构路基断面模型如图4所示,这种方式的优势在于上料运输比较容易,施工方便.而且通过实际工程来看,在某高速公路中采取三明治这种方式具有较好的应用效果,所以将其应用于路基中具有可行性.
2）土石混填式.这种方式就是按照一定比例,将土和石进行混合,然后作为填料,其结构路基断面模型如图5所示.这种方式的主要优势在于密实度和强度都比较优异.但是这种方式施工比较困难,一般不建议使用,但是可以应用于小面积施工中,于是文章将其作为配合方式,只在小范围内进行使用.
3.结语
综上所述,通过对红黏土的工程性质进行分析,可知红黏土的粒径较小,可以将其划分为黏质细粒土,另外通过实验研究得到红黏土的塑性指数和液限分别为72.5%和103.1%,可以判断为高塑性无机黏土.虽然红黏土遇水后会降低性能,但是通过对红黏土的各种指标进行控制,然后选择合适的施工方式,红黏土作为填料应用于路基中具有可行性.
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总结：此文结论，这是关于黏土方面的论文题目适合相关相关论文提纲和黏土文献综述的参考文献.
黏土引用文献:
