陕西渭北晚更新世黄土-古土壤结合水膜厚度的试验研究

为深入剖析黄土与古土壤工程性质的影响因素,以陕西渭北晚更新世黄土与古土壤为研究对象,基于核磁共振、比表面积测试并结合理论分析对结合水膜厚度进行研究。试验结果显示:黄土与古土壤的结合水膜厚度存在明显差异,黄土的结合水膜厚度明显大于古土壤,原因在于古土壤孔隙体积及孔径小于黄土,而古土壤中高价阳离子含量大于黄土,同时古土壤颗粒表面分布铁锰质薄膜,其亲水性较弱。分析结合水膜与黄土湿陷性、回弹变形等工程特性间的关系,发现黄土-古土壤的湿陷性随结合水膜厚度的增大而增强,随结合水膜厚度的减小而减弱,结合水膜厚度与卸荷变形系数呈正相关关系。综合分析说明,高价阳离子含量、颗粒表面特性,及孔隙性的不同造成了黄土与古土壤结合水膜厚度的差异,从而导致黄土与古土壤的湿陷性等工程性质有显著区别。

ISS减小红色黏土结合水膜的试验研究

红色黏土结合水膜的厚度对其塑性、吸附性、渗透性、膨胀性和导电性等物理性质及强度、变形等力学性质起着控制性的作用。为了分析和计算离子土壤固化剂(ISS)处理红色黏土前后其结合水膜厚度的变化,进行了阿太堡试验、Zeta电位试验、电导率试验和比表面积试验。根据扁平状黏土颗粒结合水膜形成模型,推导了结合水膜厚度计算公式。根据液限含水率、比表面积和结合水密度,计算了ISS加固前后结合水膜厚度的变化。得出ISS加固红色黏土,能够降低其塑性指数,减小Zeta电位和电导率,从而使结合水膜厚度减薄,但不会改变黏土颗粒的双电层结构,不能完全去除红色黏土中的结合水。试验与理论计算结果表明,用塑性指数的降低来表征ISS减小红色黏土结合水膜是可行的、有效的。