本文選題：紅黏土　切入點(diǎn)：紅土化　出處：《廣西大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：由于地質(zhì)及氣候條件的差異,致使各地土壤紅土化過程不同,不同地區(qū)的紅黏土性質(zhì)差異較大。針對目前紅黏土的土質(zhì)學(xué)特征與填筑性能之間關(guān)系研究較少的現(xiàn)狀,本文對取自廣西武鳴、桂林、柳州、來賓鐵北、來賓來良等五種紅黏土進(jìn)行了基本物理力學(xué)、微觀成分及結(jié)構(gòu)、擊實(shí)及填筑性能試驗(yàn),揭示了處于不同紅土化階段的紅黏土的工程特性,主要結(jié)論如下：(1)在所研究的紅黏土中,武鳴、桂林土樣與柳州、鐵北、來良土樣的物理性質(zhì)在整體上差別較大,武鳴、桂林紅黏土的脹縮性指標(biāo)比柳州、鐵北、來良的小,而對于滲透系數(shù),武鳴、桂林紅黏土要比柳州、鐵北、來良的高許多。由于團(tuán)�；�,土體內(nèi)部具有較大貯水的孔隙,所有的紅黏土均具有較高的液限。(2)礦物成分分析表明：武鳴紅黏土的礦物成分為高嶺石、針鐵礦、三水鋁石等3種礦物；桂林紅黏土的礦物成分為高嶺石、針鐵礦、三水鋁石、石英等4種礦物；柳州、鐵北、來良紅黏土的礦物成分為高嶺石、針鐵礦、伊利石、石英等4種礦物,而且鐵北取土剖面在靠近基巖的土層中還含有蒙脫石類的礦物,使得其自由膨脹率較高。通過掃描電鏡(SEM)與能譜分析(EDS)相結(jié)合發(fā)現(xiàn),由于所經(jīng)歷的紅土化過程不同,同一種礦物在不同地點(diǎn)的紅黏土中的微觀形態(tài)是有差異的。(3)三水鋁石是劃分紅土化階段的重要標(biāo)志性礦物,三水鋁石的出現(xiàn)意味著已經(jīng)進(jìn)入紅土化的最高階段。石英的含量直接影響著硅鋁比的大小,在一定程度上也反映出紅土化的階段(也即脫硅的程度)。當(dāng)石英的含量較小時(shí),則提示進(jìn)入紅土化的階段可能也較高。武鳴、桂林紅黏土中都含有三水鋁石,并且石英的含量較低(武鳴不含石英),可以從整體上判斷武鳴、桂林紅黏土處于紅土化的第三階段,也即最高階段——“富鋁脫硅”階段；而柳州、鐵北、來良的紅黏土并未含有三水鋁石,且石英的含量比武鳴、桂林紅黏土高,整體處于紅土化的第二階段——“富鐵錳”階段。武鳴、桂林紅黏土的物理性質(zhì)與柳州、鐵北、來良紅黏土相比,在整體上的明顯差異,這主要是土體處于不同紅土化階段的結(jié)果。武鳴、桂林紅黏土雖同屬紅土化的最高階段,但綜合分析了顆分、液塑限試驗(yàn)的結(jié)果后發(fā)現(xiàn)武鳴紅黏土含有大量的鐵質(zhì)結(jié)核以及粉粒級的團(tuán)粒,其團(tuán)�；饔妹黠@強(qiáng)于桂林紅黏土,其紅土化程度比桂林紅黏土更深,紅土化作用更強(qiáng)。(4)紅黏土的最大干密度主要受控于顆粒級配、礦物成分以及團(tuán)�；潭�(即紅土化的深度)。柳州、鐵北、來良紅黏土擁有較好的顆粒級配、較多的石英以及較低的團(tuán)�；潭�,所以最大干密度較高。而武鳴、桂林紅黏土與之正好相反,所以最大干密度較低。武鳴紅黏土的紅土化(團(tuán)�；�)程度比桂林紅黏土更深,但由于Fe的大量富集、Fe質(zhì)結(jié)核的大量產(chǎn)生,武鳴紅黏土的最大干密度反而比桂林的高。紅黏土的CBR值受到試樣最大干密度、膨脹量以及膠結(jié)物的影響。在紅土化的早期,膠結(jié)物的膠結(jié)作用較弱,CBR強(qiáng)度主要受控于試樣的干密度及膨脹量,柳州、鐵北、來良紅黏土具有相對高的最大干密度,因此CBR值大；在紅土化的后期,膠結(jié)物的活性具有較為復(fù)雜的變化,一方面膠結(jié)物的含量增加引起膠結(jié)強(qiáng)度增強(qiáng),但同時(shí)也可能產(chǎn)生老化導(dǎo)致膠結(jié)物活性降低,削弱膠結(jié)強(qiáng)度,表現(xiàn)為在處于同一紅土化階段的武鳴及桂林紅黏土中,武鳴紅黏土由于膠結(jié)物過度老化,導(dǎo)致其標(biāo)準(zhǔn)CBR值低于桂林紅黏土。(5)通過改良試驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)不同的紅黏土摻砂后塑性指標(biāo)及CBR強(qiáng)度的變化規(guī)律有較大差異,主要是因?yàn)椴煌t土化深度時(shí)膠結(jié)物老化的程度不同。紅黏土隨著摻石灰量的不斷增加,強(qiáng)度不斷增大,而塑性指標(biāo)卻維持在一定范圍。對塑性指標(biāo)的改良作用不明顯,這是因?yàn)榧t黏土的主要儲水結(jié)構(gòu)為團(tuán)粒內(nèi)孔隙,摻石灰只是把小團(tuán)粒連結(jié)成大團(tuán)粒,對團(tuán)粒內(nèi)空間的體積影響不大。
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【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU446
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本文編號：1593888