红粘土改良研究现状综述

【摘 要】整理分析近年来人们改良红粘土常用的研究方法，主要有消石灰、砾砂、水泥、粉煤灰和其他材料改良红粘土，对近几年来红粘土的改良现状进行总结，系统列出红粘土的改良方法供参考。

【关键词】红粘土；改良；综述

中图分类号： TU446；P642.22 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）25-0083-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.25.036

【Abstract】The common research methods of improving red clay in recent years，such as lime，gravel sand，cement， fly ash and other materials， are summarized and analyzed.

【Key words】Red clay；Improvement；Review

红粘土是碳酸盐类岩石风化、土壤化形成的高液限土。它具有天然含水率高，难以压实，失水收缩，容易产生裂缝的特点。红粘土作为公路和铁路的路基很容易产生裂缝和变形，工程性质比较差。因此，红粘土作为路基填料，必须通过特殊施工工艺处理后，或掺料进行改良后方可用于填筑。本文对近几年来红粘土的改良现状进行总结，系统列出红粘土的改良方法供参考。

1 消石灰改良红粘土

消石灰改良红黏土往往是添加2%-10%消石灰，与待改良的红粘土搅拌来改良红粘土的填筑性能。董波（2016）从红粘土和石灰长期互馈作用机制角度研究石灰改良红粘土，发现胶结物受碱性的强弱影响，石灰的掺入能形成新的胶结物；红粘土和石灰的相互作用能减小红粘的孔隙率、使黏土结构致密。刘磊等（2017）给红粘土掺入不同配比的消石灰进行室内系列力学实验，含击实、干缩循环、液塑限和收缩实验，最终结果表明，当掺灰达4%-6%时，红粘土没有产生裂缝，该研究得出消石灰改良红粘土，掺灰率应该保持在5%的结论。曾军等（2016）发现，当掺灰率为8%时，无侧限抗压强度最大，从无侧限抗压强度方面考虑，8%为最佳掺灰比。刘攀等（2017）研究发现当掺灰比较高时可以改良红粘土的开裂现象，但含水率有所增加。胡文华等（2017）掺入一定量的石灰对江西省某高速公路红粘土进行改良，通过击实试验、无侧限抗压强度试验、承载比试验，确定掺入石灰的最佳比例为5%～10%。综上所述，在红粘土掺入2%～10%的消石灰是可以改良红粘土的工程性质，可应用于工程中。

2 砾砂改良红粘土

砾砂改良红粘土研究，主要是通过试验的方法确定最佳掺砂量。刘攀等（2017）研究发现在红粘土中掺入20%的砂，可明显降低红粘的含水率，红粘土的液塑限明显降低，收缩开裂现象得到很好的改良，具有比较好的经济效益。杨俊等（2015）掺入不同比例的砂对红粘土进行承载比、剪切、回弹和无侧限抗压强度试验，结果发现：改良土的内摩擦角随着掺砂比的增加而增加，改良土的内摩擦角随着掺砂比的增加而增加，改良的无侧限抗压强度先随着掺砂比的增加而增加，后减小，当掺砂比达到30%时，无侧限抗压强度最大。得出30%为最佳掺砂比的结论。袁智洪等（2017）通过掺入不同粒径的砂对红粘土进行改良，室内试验结果表明：掺入一定比例的砂能明显增大红粘土的内摩擦角和抗剪强度，但粘聚力会下降，最佳掺砂比为20%；掺砂粒径越大，内摩擦角越小，而粘聚力和抗剪强度越大，掺砂比的影响远大于砂子粒径的影响。由此可见，往红粘土中加入20%-30%的砂是可以提高红粘土的抗压强度的。

3 水泥改良红粘土

水泥改良红粘土的机理是水泥与红粘土相互反应，发生胶结硬化，改良红粘土的强度。刘之葵等（2016）通过直剪试验、液塑限联合测定法对水泥改良红粘进行研究，研究表明，红粘土的内摩擦角和粘聚力随水泥掺量增加而增大，而粘聚力增大则更明显。原因是掺入水泥并养护使得桂林红粘土与水泥发生凝结核硬化，构成团粒、镶嵌、胶结的空间结构。胡文华等（2017）掺入一定量的水泥对江西省某高速公路红粘土进行改良，通过击实试验、无侧限抗压强度试验、承载比试验，确定掺入水泥的最佳比例为10%～15%时，红粘土的CBR、无侧限抗压强度和回弹模量较大。刘宝臣等（2012）利用水泥搅拌法对桂林地区的红粘土进行改良，研究表明：水泥土的掺量、龄期越大，红粘土的粘聚力与无侧限抗压强度越大。肖桂元等（2016）对桂林雁山地区的红粘土进行改良，发现在相同的含水率条件下，红粘土的抗剪强度随着水泥的掺量的增加而增加；在相同水泥掺量条件下，红粘土的抗剪强度随着含水率的增加而减小；当水泥掺量为9%至13%、含水率为40%时，红粘土的抗剪强度最高。赵振亚等（2012）通过无侧限抗压试验，研究水泥改良红粘土，研究发现：水泥掺量为15%时为最佳掺量。以上研究表明，使用水泥改良紅粘土，是可以明显提高红粘土的抗剪强度等工程性质。

4 粉煤灰改良红粘土

目前，粉煤灰这种工业废弃物广泛应用于土木工程中，粉煤灰也经常被用于改良红粘土。栾传宝（2013）用粉煤灰改良呼和浩特地区的红粘土，通过无侧限抗压强度试验和水稳试验，结果发现粉煤灰掺量为10%时，改良效果最佳。吴瑞潜等（2006）同时利用水泥和粉煤灰两种材料来改良红粘土，结果发现：水泥与粉煤灰掺量越大，改良土的强度越高，且对改良土试块早期、中期和后期强度影响不一样。朱莹莹等（2017）用水泥粉煤灰改良红粘土，结果表明当水泥掺量为4%，粉煤灰掺量为6%时，改良效果最佳，土的抗剪强度有明显的提高。以上研究表明，加入一定量的粉煤灰，或者粉煤灰与其他材料一起改良红粘土，红粘土的工程适用性得到明显的改良。

5 其它改良方法

目前，国内还出现比较多用各种材料改良红粘土，都取得一定的成果。李家成等（2017）通过在红粘土添加一定量的纳米石墨粉改良红年土，发现纳米石墨粉可以降低红粘土的压缩性，提高红粘土的抗剪强度，减小红粘土的渗透性。万有元等（2017）利用玻璃纤维和石灰改良红粘土，研究改良土的压缩性质，结果表明，在红粘土中掺入一定量的玻璃和石灰可以明显地提高其压缩模量，研究成果对纤维石灰土作为路基填土材料的工程应用提供了试验数据和理论依据。陈学军等（2017）采用三轴试验研究纳米碳酸钙改良红粘土的机理，结果表明，往红粘土中掺入纳米碳酸钙会增加红粘土黏聚力、内摩擦角以及抗剪强度，使得红粘土原有的氧化铁胶结吸附平衡发生改变，形成新的钙质胶结团粒，改变了红粘土的强度特性。由此可见，用不同的材料改良红粘土都具有其鲜明的特点，红粘土的性质都能得到一定的改良。

6 红粘土改良研究的意义

红粘土在我国的西南地区分布非常的广泛，尤其是广西。然而红粘土特有的含水率高、高压缩性和容易产生裂缝的特点，使红粘土的填筑性能较差，利用这种土作为路基填料具有一定的病害。近年来，国家拟投资6300亿重点建设西部高铁，广西再次迎来高铁建设的飞速发展时刻，高速铁路网将进一步扩大。红粘土问题的存在，对西南地区高速路网的建设有不小的影响，红粘土的改良研究取得进展，将会推动西南地区高铁的建设。

7 结论

消石灰改良红粘土、砾砂改良红粘土、水泥改良红粘土、粉煤灰改良红粘土和其他方法改良红粘土研究都取得一定的进展，研究表明以上这些方法改良红粘土都是有效的，具体用什么方法，要看施工时，哪种方法最经济便利。红粘土改良研究能推动我国红粘土分布地區路网建设。

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