过量石灰对细粒土改良效果“负效应”机理的宏-细观试验研究

王章琼，白俊龙，叶张颜

1.武汉工程大学土木工程与建筑学院，湖北 武汉 430074；2.恩施市公路管理局，湖北 恩施 445000

随着我国交通、水利、市政等建设的快速发展，在工程中遇到的特殊土（如软土、黄土、膨胀土等）问题也越来越多。当这些特殊土作为建筑地基或建筑材料时，则必须进行土质改良。石灰具有便于就地取材、价格低廉、环境友好、耐久性好等显著优点［1-2］，在特殊土改良中得到广泛应用［3-4］。

大量研究表明，土体掺入石灰后其强度特性［5-6］、变形特性［7］、水稳定性［8］、抗冻性等均会得到明显改良。同时也有学者发现，当其他条件一定时，改良土试样无侧限抗压强度、抗剪强度与石灰掺量并不呈正相关，石灰掺量过高时反而会导致改良土力学性质发生劣化，并据此提出最优石灰掺量［9-10］，但未对该现象产生机理进行深入分析。

对于石灰掺量过高时对土体改良效果产生“负效应”机理的研究，目前主要是从化学反应、固化土微观结构特征、特殊化学成分生成及其含量变化等方面进行探讨。有学者认为，当石灰添加量超过最佳添加量时，一部分石灰作用于土体，另一部分残留在土中导致土颗粒之间的结合力减小，进而降低改良土无侧限抗压强度［11］；也有学者从无侧限抗压试验应力-应变曲线、试样变形破坏形式的角度分析石灰掺量对改良土力学性质的影响［12］。此外，还有学者从微观角度探讨石灰掺量对特殊土改良效果的影响［13-15］。

综上，目前在石灰掺量对土体改良效果“负效应”产生机理研究方面，主要采用抽象理论分析，无法直观揭示问题本质；……