【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水利工程分散性黏土改性，具体涉及一种利用水泥和粉煤灰改良分散性土的方法。
技术介绍
1、散性土是一种分布广泛的特殊黏性土，是一种抗渗透能力较差，遇水反应较为敏感的土。在特定条件下，土中所含的黏性土颗粒在水中散凝呈悬浮状，易被雨水或渗流冲蚀带走引起破坏。因此当其应用于交通、岩土、水利等工程项目——这一类会改变分散性土的含水量的工程，会产生与水库、渠道和其它与分散性土壤直接或间接接触的工程侵蚀、管涌、滑坡、溃坝等不可挽回的破坏，从而造成严重的工程事故。
2、国内外已有改良并加固分散性土的方法，例如：等探讨了不同类型的粉煤灰对分散性土的改良效果，已经确定c类粉煤灰在分散土壤的稳定方面比f类粉煤灰更有效(h, m,seyrek e,et al.comparison ofthe effect ofusing class cand ffly ash on the stabilization ofdispersive soils)，朱艳宝、陈伟等采用“石灰+粉煤灰”改性处理方案，为分散性土治理和工程应用提供了理论依据和科学指导(朱艳宝,于仲离,郑健,等.吉林西部分散性土改性处理试验研究和陈伟,滕昊,付树.分散性土改性处理实施方案研究.)，但是，上述方法存在着以下的缺点：分散性土壤的改性研究多采用掺加石灰等传统外加剂的方法。然而，在大规模工程中，大量石灰若未得到妥善处理而被排放到环境中，可能对周边土壤和水体产生不利影响。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本专
2、为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种利用水泥和粉煤灰改良分散性土的方法，包括以下步骤：
4、步骤一、在取样地址获取原状分散性土，然后将原状分散性土依次进行碾碎磨细、风干和过筛，取筛下物作为待处理分散性土；同时，以水泥和粉煤灰为成分按不同配比组分设计改性剂；
5、步骤二、根据gb/t 50123-2019《土工试验方法标准》，通过击实试验测得目标区域土体最大干密度与最优含水率，界限含水率试验测得土体液塑限值，并在筛下物中加入不同配比组分的改性剂，控制土样的最优含水率与最大干密度；
6、步骤三、根据t/cecs1337-2023《非饱和土试验方法标准》以及astm d4647、astmd6572，通过针孔试验、碎块试验、泥球试验三个试验综合鉴定步骤一中原状分散性土的分散性；
7、步骤四、根据步骤二中测得的原状分散性土的物理性质指标和步骤三中鉴定的分散性结果，将步骤一中制备的不同配比组分的改性剂加入到筛下物中并添加水进行改良，然后按照步骤三中的方法鉴定改良土的分散性，获得最佳的改性剂配比；
8、步骤五、通过针孔试验、碎块试验、泥球试验三个试验综合鉴定步骤四中改良土的分散性；通过固结压缩试验、三轴剪切试验和渗透试验测试改良土的力学性能(gb/t50123-2019《土工试验方法标准》)；如果测试的改良土去除了土样的分散性且力学性能达到施工单位要求，则开展步骤六，否则将重新退回到步骤四，增加改性剂含量；
9、步骤六、将步骤五鉴定得出的最佳改性剂配比用于改良筛下物土壤，后得到的改良土换填回步骤一中的取样地址地基中，并用凸块碾夯实至原有状态。
10、步骤一具体为将原状分散性土风干、采用小木槌碾碎并过2mm以下筛备用，将粉煤灰烘干并过0.5mm以下筛备用，在配土的前一天，用烘干法测得试验用土和粉煤灰的含水率。
11、步骤一中所述待处理分散性土中改性剂各成分加入百分比为：水泥掺量为1％～4％，粉煤灰掺量为1％～4％，加入的水为待处理分散性土的最优含水率。
12、步骤一中所述原状分散性土为高na+含量分散性土，步骤四中所述待处理分散性土中改良剂各成分加入百分比为：水泥：3％～4％，粉煤灰:1％～2％，加入水的含量为添加改性剂后的改良土的最优含水率。
13、步骤一中所述原状分散性土为ph≥9.8的碱性分散性土，步骤四中所述待处理分散性土中改良剂各成分加入百分比为：水泥：1％，采用酸性粉煤灰：3％～4％，保持改性后的土样为中性，加入水的含量为添加改性剂后的改良土的最优含水率；酸性粉煤灰为硅酸盐(如二氧化硅)或铝酸盐(如二氧化铝)。
14、步骤一中所述原状分散性土含有蒙脱石百分比不小于总含量的11％，步骤四中所述待处理分散性土中改良剂各成分加入百分比为：水泥：2％～3％，采用酸性粉煤灰：2％～3％，保持改性后的土样为中性，加入水的含量为添加改性剂后的改良土的最优含水率。
15、本专利技术改性剂中水泥的主要成分包括氧化钙cao、氧化镁mgo和三氧化二铝al2o3，粉煤灰的主要成分为三氧化二铝al2o3，二氧化硅sio2将水泥和粉煤灰组成联合改性剂，其对分散性土的改良机理为：
16、(1)早期阶段，联合改性剂能够迅速填充分散性土壤内部的孔隙，尤其是将土体中的大孔隙分割成多个微小孔隙，从而显著提升填充效率，这一过程不仅有效减少了土壤孔隙的总体积，还显著增强了土壤的密实度和稳定性；此外，通过优化孔隙填充，还能改善土颗粒的表面粗糙度，进一步提升土体的力学性能。
17、(2)土体的分散性与交换性钠离子百分比的高低有密切关系，分散性土的交换性钠离子百分比明显高于非分散性土的，随着粉煤灰剂量的增加，土体的交换性钠离子含量逐渐降低；因此，分散性土体中加入粉煤灰后，粉煤灰颗粒表面携带的高价阳离子能与na进行吸附交换，使得分散的土颗粒逐渐形成较大的团粒，再加上粉煤灰水解和水化作用产生的胶结物质，可以促使土团粒间产生较强的联结，并填充土颗粒之间的孔隙，使得土体由分散性土转变为非分散性土，土体压缩性明显减小，抗渗特性明显增强。
18、(3)随着粉煤灰水解水化反应的深入，反应过程中易析出大量的ca2+，当其超过离子交换需要量后，在碱性环境下，与组成黏土矿物的sio2和al2o3发生化学反应:
19、sio2+ca(oh)2+nh2o→cao·sio2·(n+1)h2o
20、ai2o3+ca(oh)2+nh2o→cao·ai2o3·(n+1)h2o
21、由于分散性土呈碱性，故粉煤灰水解水化的产物可与土体中的sio2,和al2o3发生反应，生成不溶于水的稳定结晶化合物，并在水和空气中逐渐硬化，降低了改性土的压缩性。
22、故在离子交换作用的后期，土体中由于扩散作用形成的硅胶、铝胶进一步与粉煤灰反应生成的水化硅酸钙与水化氯酸钙发生硬凝反应，在分散性土黏粒周围形成相对黏结力很强的保护膜，使改性土的强度增长。硬凝反应的速率与分散性土中的矿物成分、粉煤灰中活性cao含量有关。
23、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
24、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用水泥和粉煤灰改良分散性土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中将原状分散性土风干、采用小木槌碾碎并过2mm以下筛备用，将粉煤灰烘干并过0.5mm以下筛备用，在配土的前一天，用烘干法测得试验用土和粉煤灰的含水率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中所述待处理分散性土中改性剂各成分加入百分比为：水泥掺量为1％～4％，粉煤灰掺量为1％～4％，加入的水为待处理分散性土的最优含水率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中所述原状分散性土为高Na+含量分散性土，步骤四中所述待处理分散性土中改良剂各成分加入百分比为：水泥：3％～4％，粉煤灰:1％～2％，加入水的含量为添加改性剂后的改良土的最优含水率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中所述原状分散性土为pH≥9.8的碱性分散性土，步骤四中所述待处理分散性土中改良剂各成分加入百分比为：水泥：1％，采用酸性粉煤灰：3％～4％，保持改性后的土样为中性，加入水的含量为添加改性剂后的改良土的最优含水率
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中所述原状分散性土含有蒙脱石百分比不小于总含量的11％，步骤四中所述待处理分散性土中改良剂各成分加入百分比为：水泥：2％～3％，采用酸性粉煤灰：2％～3％，保持改性后的土样为中性，加入水的含量为添加改性剂后的改良土的最优含水率。
...【技术特征摘要】
1.一种利用水泥和粉煤灰改良分散性土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中将原状分散性土风干、采用小木槌碾碎并过2mm以下筛备用，将粉煤灰烘干并过0.5mm以下筛备用，在配土的前一天，用烘干法测得试验用土和粉煤灰的含水率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中所述待处理分散性土中改性剂各成分加入百分比为：水泥掺量为1％～4％，粉煤灰掺量为1％～4％，加入的水为待处理分散性土的最优含水率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中所述原状分散性土为高na+含量分散性土，步骤四中所述待处理分散性土中改良剂各成分加入百分比为：水泥：3％～4％，粉煤灰...
【专利技术属性】
技术研发人员：张耀，张衡，卢志豪，冯子杰，杨熙，吉延峻，孙佳伟，习羽，郭培玺，王一雄，
申请(专利权)人：西京学院，
类型：发明
国别省市：
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