基于电石渣的氯化钙改良过湿粘土机理分析和应用研究

过湿粘土的改良及工程特性研究，是当前国内外岩土工程界研究的重点和难点课题之一。利用废弃电石渣提取的氯化钙改良过湿粘土，具有快速吸收土中水分、提高土体稳定性、废弃物循环利用和减轻环境污染的显著优点。项目针对基于电石渣的氯化钙改良过湿粘土技术，解决以下关键问题：①通过室内微观结构分析和力学试验，建立氯化钙改良土微观结构模型，揭示改良机理，明确认识改良过湿粘土的工程特性；②通过动三轴试验，深入探讨循环荷载下氯化钙改良过湿粘土的模量和变形变化规律；③采用室内加速试验，研究氯化钙改良过湿粘土在复杂外部环境冻融循环和干湿循环下的耐久性能；④通过室内土柱淋滤试验和分析计算，明确认识降雨环境下，氯化钙改良过湿粘土中氯离子的溶出机理，及对周边环境的影响。研究成果将为丰富岩土工程特性研究、提高我国过湿粘土的改良技术提供重要的实验数据和理论分析依据。成果可应用到公路工程、铁路工程和环境工程。

采用基于氯化钙的电石渣改良过湿黏土，既能提高过湿黏土的力学性能又能解决电石渣堆场而致的环境污染。已有研究对氯化钙和电石渣改良过湿黏土的作用规律尚缺乏清楚的认识，对改良前后过湿黏土的物理力学性质变化路用可行性缺少深入的探讨。项目通过室内试验、理论分析和现场测试相结合的方法，开展了以下研究：①分析了氯化钙、电石渣等改良剂掺量和养护龄期对改良土物理力学特性的影响规律，研究了干湿循环、冻融循环、长期降雨入渗等复杂环境条件下改良土的耐久性能变化特征；②通过微观测试和物理化学试验，分析了改良过湿黏土的微观结构、孔隙分布、Ca(OH)2含量和pH值特征，揭示了电石渣改良土性能较氯化钙/生石灰改良土性能卓越的的机理；③在长期降雨入渗及地下水流作用下，定量评价了电石渣改良土的环境相容性；④基于现场试验，系统探讨了氯化钙、电石渣、生石灰改良过湿粘土的路用性能，建立了轻型动探贯入指数（DCPI）与主要力学参数CBR和回弹模量的相互关系。研究结果表明，电石渣改良土的力学性能和社会环境效益突出，具有良好的应用前景。