[發明專利]一種用貝殼顆粒改良的膨脹土地基及其施工方法

在審

• 申請號: 201710722835.1
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107653871A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 孫樹林;張德恒;許長輝;李方
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02D3/12
• 分類號: E02D3/12;C09K17/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明屬于地基技術領域，特別是涉及一種用貝殼顆粒改良的膨脹土地基及其施工方法。

背景技術

膨脹土的改良方法基本都是以降低膨脹土的脹縮性，提高膨脹土的強度及水穩定性為目的。目前國內外的改良方法主要有化學改良方法、物理改良方法和生物改良方法。膨脹土地基處理方法大致分為兩類，即穩定方法和加筋方法。常用的穩定方法主要包括水泥改良、石灰改良或高分子試劑改良等方法。加筋方法通常包括土工布、土工膜、土工格柵、連續纖維加筋土方法等。

以上所述方法或多或少有一些不足之處，比如石灰改良膨脹土方法中膠凝反應慢，并且會污染地下水；粉煤灰改良膨脹土的方法中，粉煤灰的需求量太大；水泥改良膨脹土的方法中，早期的強度不高；堿渣改良膨脹土方法中，需要保持一定的含水量等。因此急需尋求一種新的固體廢棄物來對膨脹土進行改良。

發明內容

本發明是首次提出利用貝殼改良膨脹土，使膨脹土的強度、韌性、脹縮性以及壓縮性得到大幅改善，滿足工程施工要求，使得改良后的膨脹土地基廣泛適用于巖土和水利工程領域。貝殼的主要成分為碳酸鈣，強度高，將其碾碎添加到膨脹土中，能有效的改善膨脹土的膨脹性，提高膨脹土的強度，降低膨脹土的壓縮性，并且用貝殼作為改良材料，減小環境污染，使其能得到有效利用，變廢為寶，具有明顯的環境效益和經濟效益?；谏鲜瞿康模景l明提供一種用貝殼顆粒改良的膨脹土地基及其制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種用貝殼顆粒改良的膨脹土地基，包括工程土，所述工程土中摻入貝殼顆粒，所述貝殼顆粒摻入量占工程土總質量的4％～16％。

優選的，所述貝殼顆粒摻入量占工程土總質量的12％。

優選的，所述貝殼顆粒為自然風干或人工干燥的貝殼類外殼顆粒。

優選的，所述貝殼顆粒的粒徑在2mm以下。

上述的一種用貝殼顆粒改良的膨脹土地基的施工方法，包括以下步驟：

步驟1)粉碎拌合：首先對于自然風干的貝殼用粉碎機進行粉碎，顆粒粒徑小于2mm，然后按干土質量計，首先分別稱取貝殼顆粒和松膨脹土，然后將稱量后的膨脹土和貝殼顆粒進行機械拌合，形成工程土填料；

步驟2)堆填：將步驟1)拌合后的工程土填料運輸到目的場地，進行工程土填料堆填，保證其表面平整，以形成膨脹土地基毛坯；

步驟3)碾壓：對步驟2)形成的膨脹土地基毛坯進行機械碾壓，從而形成膨脹土地基成品。

本發明與現有的改良技術相比，其優點如下：

1、經貝殼顆粒改良后的膨脹土具有較高的強度、韌性和抗裂性能，其破壞特征從遇水軟化的塑性破壞轉變為應變軟化的塑性破壞且殘余強度較高。

2、改良后的膨脹土壓縮性也得到改善，具有高水穩定性和低脹縮性。

3、提高了貝殼的利用效率，降低了貝殼大量堆積而引起的環境污染程度。

4、本發明利用的改良材料廉價，實施成本低，施工工藝簡單可行，可廣泛應用于邊坡、擋土墻、路基、地基、堤岸等巖土和水利工程領域。

附圖說明

圖1為不同含水率的改良土的無側限抗壓強度與貝殼摻量的關系曲線圖；

圖2為含水率15％的改良土隨貝殼摻量變化的無側限抗壓強度圖；

圖3為素土與不同貝殼摻量的改良土的無側限抗壓強度與含水率的關系曲線圖；

圖4為12％貝殼摻量的改良土隨含水率變化的無側限抗壓強度圖；

圖5為素土與不同貝殼摻量的改良土的τ-σ關系曲線圖；

圖6為粘聚力與貝殼摻量的關系圖；

圖7為內摩擦角與貝殼摻量的關系圖；

圖8為素土與不同貝殼摻量的改良土的無荷膨脹率隨時間變化關系曲線圖；

圖9為改良土的無荷膨脹率隨貝殼摻量的變化關系圖；

圖10為素土與不同貝殼摻量的改良土的有荷膨脹率與壓力的關系曲線圖；

圖11為改良土的脹縮總率隨貝殼摻量的變化關系圖；

圖12為素土與不同貝殼摻量的改良土的e-logp曲線關系圖；

圖13為素土與不同貝殼摻量的改良土的e-p曲線關系圖；

圖14為素土與不同貝殼摻量的改良土第一次加壓時的壓縮系數曲線圖；

圖15為素土與不同貝殼摻量的改良土回彈后再加壓時的壓縮系數曲線圖。

具體實施方式