eps颗粒膨胀土混合料的收缩性试验研究(附件)
膨胀土是一种塑性较高的粘土。本文针对膨胀土的特性，探讨EPS颗粒对于膨胀土收缩性的影响。试验前期对膨胀土进行了液塑限试验、击实试验和自由膨胀率试验，得到了膨胀土的一些基本物理力学参数。在进行收缩试验时控制土样自身特性，改变EPS颗粒的含量，探索在不同膨胀土特性条件下，EPS颗粒对于膨胀土收缩性的影响，开展了EPS颗粒-膨胀土的收缩性试验，得到了膨胀土的线缩率、体缩率和缩限等收缩性指标，分析认为，对于弱膨胀土，EPS颗粒的最佳掺量为25%；对于强膨胀土，EPS颗粒的最佳掺量是5%。关键词 膨胀土，EPS颗粒，体缩率，线缩率，缩限目录
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究问题的提出 3
1.3 研究思路 3
2 膨胀土基本物理实验 5
2.1 膨胀土液塑限实验 5
2.1.1 实验内容 5
2.1.2 数据整理 6
2.1.3 实验结果 6
2.2 膨胀土击实试验 7
2.2.1 实验内容 7
2.2.2 数据整理 10
2.2.3 实验图表 11
3 EPS颗粒-膨胀土混合料颗粒自由膨胀率试验 12
3.1 实验内容 12
3.2 实验结果 14
4 EPS颗粒-膨胀土混合料的收缩性试验 14
4.1 主要内容 14
4.2 实验 14
4.2.1 收缩实验 14
4.2.2 蜡封法 17
4.2.3 数据处理 19
4.3 试验结果 20
4.3.1 弱膨胀土 20
4.3.2 强膨胀土 30
结论 41
致谢 42
参考文献 44
附录A 本科期间科研情况 45
1 引言
1.1 研究背景
膨胀土是一种粘土并且塑性较高，承载力也较一般土高，膨胀土具有的特性比较多，如吸水膨胀、失水收缩以及反复胀缩变形、干缩裂隙发育、浸水承载力衰减等，所以，膨胀土
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
.3.2 强膨胀土 30
结论 41
致谢 42
参考文献 44
附录A 本科期间科研情况 45
1 引言
1.1 研究背景
膨胀土是一种粘土并且塑性较高，承载力也较一般土高，膨胀土具有的特性比较多，如吸水膨胀、失水收缩以及反复胀缩变形、干缩裂隙发育、浸水承载力衰减等，所以，膨胀土的性质非常不稳定[1]。它在自然地质过程形成的一种特殊粘土，其粘粒成分主要由亲水性粘土矿物（主要是蒙脱石和伊利石）组成，具有胀缩性、裂隙性、超固结性等特殊的工程性质，与一般的粘性土明显不同。当膨胀土中的含水率变化，会导致其体积收缩或膨胀，从而产生收缩裂缝或膨胀压力，使得工业和房屋建筑、铁路、公路等工程设施经常遭受严重破坏，而且往往伴有多次反复性和长期潜伏性，常被称为“工程中的癌症”，所以膨胀土问题成为当今岩土工程和工程地质领域的世界性重大工程问题之一[2,5]。
如果将它使用在建筑物中，建筑物经常会因为膨胀土的特性而产生不均匀的竖向或水平胀缩变形，从而造成建筑物的位移、倾斜、开裂，甚至还会产生破坏，而且这种现象往往是成群出现的[3,4]。若膨胀土被使用在底层平房的建筑中，这种现象将尤其严重。因使用膨胀土而使建筑物产生的裂缝有：端部斜向裂缝、外墙垂直裂缝、窗台下水平裂缝，还有内、外山墙的倒八字形裂缝等；而建筑物的地坪则会出现网格状的裂缝或者纵向的长条裂缝[3]。这一般在建筑物完工后的半年至五年内出现这些情况，危害性极大。
当含水量增加时，蒙脱石粘土就会发生膨胀，而高岭土和伊力土膨胀的限度是有限的。引起膨胀土性质发生变化的原因主要有以下四点：
（1）含水率
膨胀土因含水率的大小变化而具有非常高的膨胀潜势。如果含水量不变，那么体积也不会变化。在施工过程中，如果含水率保持不变，粘土就不会膨胀，那么建造在粘土上的构造物也不会受到破坏。而当粘土中的含水量变化时，就会发生体积膨胀，水平和垂直。仅1%至2%的含水量变化，也会引起让人难以承受的有害膨胀。比如在下雨时，膨胀土上建造的地板含水量增加，地板就会翘起，类似现象比比皆是。由此可见，膨胀土对人们的危害是非常大的。
比较干的粘土一般来说危险性大。它能吸收很多水而膨胀，对结构进行破坏。相反来说，比较潮湿的粘土，因为本身已经膨胀，所以继续膨胀的空间不大，结构不容易被破坏。但应注意，潮湿的粘土如果失水过于严重，它的收缩性也可能会导致结构上的破坏，不可低估[5]。
（2）干容重
粘土的干容重是膨胀土的另一个重要指标，是随它的天然含水量变化而变化的。γ=18.0KN/m3的粘土，通常具有很高的膨胀潜势。大家都说它是“硬的像石头”。这表明粘土的膨胀问题不可避免。
（3）力学性质??
类似粘土的膨胀现象在工程地质中是很普遍的，通常对膨胀土的力学分析是建立在膨胀压力和膨胀潜势上的。
Ⅰ.膨胀压力，也就是膨胀力，简单的讲，就是当试样膨胀到最大程度后，再施加一个压力使它恢复到初始体积，这个力就是膨胀力。膨胀压力对于某种特定的粘土来说，是一个常数，随干容重变化而变化。所以，膨胀力是用来衡量粘土膨胀特性的一个指标，可以直接论述膨胀特性。
Ⅱ.膨胀潜势：就是在室内按AASHO标准进行压密实验时，把达到最佳含水量时候的试样压密到最大容重，保持侧限试样在一个固定的附加荷载，浸水，然后测定膨胀百分率。通过试验得出的膨胀率，可以预测结构物的最大膨胀量。试样环境对膨胀量的的大小起决定性因素，如润湿的持续时间、湿润程度和水分的转移方式等。所以，能否改变膨胀土周围的环境条件，是施工过程中较为重要的一点，对膨胀土工程也是至关重要[6,7]。
对于这类土我们有以下几点预防措施：
（1）将场地整平，并湿润整个场地，减少场地湿度差别，平衡场地含水率，如此，整个场地中土壤的膨胀力得以释放。
（2）在施工过程中，自然边坡以及场地的自然稳定条件需要尽量保持。施工中需要避免对于基坑的大挖大填。在减少膨胀土层厚度方面，需要对基础进行适当埋深，或者采用桩基础或者墩式桩基础等措施来减轻土壤升降幅度，增加基础附加荷载，但当桩基础成孔后应当天浇筑混凝土并且不向孔内灌水。
（3）为了避免建筑物遇水膨胀而产生水平移动，在施工过程中坡脚不宜挖土进行施工。
（4）另外，也可对膨胀土层进行换土处理法[3]。挖去膨胀土的部分或全部，再用土石、灰土混合物或砂砾回填，或者制作缓冲层，厚度应大于30cm。
（5）为了减小土层中含水率，加快水分流散，应在建筑物周围设置排水沟，适当加宽散水坡度，底下的垫层应用炉渣或砂，还要采用隔水层。像室
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究问题的提出 3
1.3 研究思路 3
2 膨胀土基本物理实验 5
2.1 膨胀土液塑限实验 5
2.1.1 实验内容 5
2.1.2 数据整理 6
2.1.3 实验结果 6
2.2 膨胀土击实试验 7
2.2.1 实验内容 7
2.2.2 数据整理 10
2.2.3 实验图表 11
3 EPS颗粒-膨胀土混合料颗粒自由膨胀率试验 12
3.1 实验内容 12
3.2 实验结果 14
4 EPS颗粒-膨胀土混合料的收缩性试验 14
4.1 主要内容 14
4.2 实验 14
4.2.1 收缩实验 14
4.2.2 蜡封法 17
4.2.3 数据处理 19
4.3 试验结果 20
4.3.1 弱膨胀土 20
4.3.2 强膨胀土 30
结论 41
致谢 42
参考文献 44
附录A 本科期间科研情况 45
1 引言
1.1 研究背景
膨胀土是一种粘土并且塑性较高，承载力也较一般土高，膨胀土具有的特性比较多，如吸水膨胀、失水收缩以及反复胀缩变形、干缩裂隙发育、浸水承载力衰减等，所以，膨胀土
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
.3.2 强膨胀土 30
结论 41
致谢 42
参考文献 44
附录A 本科期间科研情况 45
1 引言
1.1 研究背景
膨胀土是一种粘土并且塑性较高，承载力也较一般土高，膨胀土具有的特性比较多，如吸水膨胀、失水收缩以及反复胀缩变形、干缩裂隙发育、浸水承载力衰减等，所以，膨胀土的性质非常不稳定[1]。它在自然地质过程形成的一种特殊粘土，其粘粒成分主要由亲水性粘土矿物（主要是蒙脱石和伊利石）组成，具有胀缩性、裂隙性、超固结性等特殊的工程性质，与一般的粘性土明显不同。当膨胀土中的含水率变化，会导致其体积收缩或膨胀，从而产生收缩裂缝或膨胀压力，使得工业和房屋建筑、铁路、公路等工程设施经常遭受严重破坏，而且往往伴有多次反复性和长期潜伏性，常被称为“工程中的癌症”，所以膨胀土问题成为当今岩土工程和工程地质领域的世界性重大工程问题之一[2,5]。
如果将它使用在建筑物中，建筑物经常会因为膨胀土的特性而产生不均匀的竖向或水平胀缩变形，从而造成建筑物的位移、倾斜、开裂，甚至还会产生破坏，而且这种现象往往是成群出现的[3,4]。若膨胀土被使用在底层平房的建筑中，这种现象将尤其严重。因使用膨胀土而使建筑物产生的裂缝有：端部斜向裂缝、外墙垂直裂缝、窗台下水平裂缝，还有内、外山墙的倒八字形裂缝等；而建筑物的地坪则会出现网格状的裂缝或者纵向的长条裂缝[3]。这一般在建筑物完工后的半年至五年内出现这些情况，危害性极大。
当含水量增加时，蒙脱石粘土就会发生膨胀，而高岭土和伊力土膨胀的限度是有限的。引起膨胀土性质发生变化的原因主要有以下四点：
（1）含水率
膨胀土因含水率的大小变化而具有非常高的膨胀潜势。如果含水量不变，那么体积也不会变化。在施工过程中，如果含水率保持不变，粘土就不会膨胀，那么建造在粘土上的构造物也不会受到破坏。而当粘土中的含水量变化时，就会发生体积膨胀，水平和垂直。仅1%至2%的含水量变化，也会引起让人难以承受的有害膨胀。比如在下雨时，膨胀土上建造的地板含水量增加，地板就会翘起，类似现象比比皆是。由此可见，膨胀土对人们的危害是非常大的。
比较干的粘土一般来说危险性大。它能吸收很多水而膨胀，对结构进行破坏。相反来说，比较潮湿的粘土，因为本身已经膨胀，所以继续膨胀的空间不大，结构不容易被破坏。但应注意，潮湿的粘土如果失水过于严重，它的收缩性也可能会导致结构上的破坏，不可低估[5]。
（2）干容重
粘土的干容重是膨胀土的另一个重要指标，是随它的天然含水量变化而变化的。γ=18.0KN/m3的粘土，通常具有很高的膨胀潜势。大家都说它是“硬的像石头”。这表明粘土的膨胀问题不可避免。
（3）力学性质??
类似粘土的膨胀现象在工程地质中是很普遍的，通常对膨胀土的力学分析是建立在膨胀压力和膨胀潜势上的。
Ⅰ.膨胀压力，也就是膨胀力，简单的讲，就是当试样膨胀到最大程度后，再施加一个压力使它恢复到初始体积，这个力就是膨胀力。膨胀压力对于某种特定的粘土来说，是一个常数，随干容重变化而变化。所以，膨胀力是用来衡量粘土膨胀特性的一个指标，可以直接论述膨胀特性。
Ⅱ.膨胀潜势：就是在室内按AASHO标准进行压密实验时，把达到最佳含水量时候的试样压密到最大容重，保持侧限试样在一个固定的附加荷载，浸水，然后测定膨胀百分率。通过试验得出的膨胀率，可以预测结构物的最大膨胀量。试样环境对膨胀量的的大小起决定性因素，如润湿的持续时间、湿润程度和水分的转移方式等。所以，能否改变膨胀土周围的环境条件，是施工过程中较为重要的一点，对膨胀土工程也是至关重要[6,7]。
对于这类土我们有以下几点预防措施：
（1）将场地整平，并湿润整个场地，减少场地湿度差别，平衡场地含水率，如此，整个场地中土壤的膨胀力得以释放。
（2）在施工过程中，自然边坡以及场地的自然稳定条件需要尽量保持。施工中需要避免对于基坑的大挖大填。在减少膨胀土层厚度方面，需要对基础进行适当埋深，或者采用桩基础或者墩式桩基础等措施来减轻土壤升降幅度，增加基础附加荷载，但当桩基础成孔后应当天浇筑混凝土并且不向孔内灌水。
（3）为了避免建筑物遇水膨胀而产生水平移动，在施工过程中坡脚不宜挖土进行施工。
（4）另外，也可对膨胀土层进行换土处理法[3]。挖去膨胀土的部分或全部，再用土石、灰土混合物或砂砾回填，或者制作缓冲层，厚度应大于30cm。
（5）为了减小土层中含水率，加快水分流散，应在建筑物周围设置排水沟，适当加宽散水坡度，底下的垫层应用炉渣或砂，还要采用隔水层。像室
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