[发明专利]一种水泥加固膨胀土的水灰比、强度和刚度预测方法

权利要求书

1.一种水泥加固膨胀土的水灰比预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、提出水泥加固膨胀土水灰比优化选择模型，具体表现形式如下：

上式中，w/c为水灰比，定义为水泥浆中水的质量与水泥质量之比，N为放大系数，A_w为水泥掺量，定义为水泥质量与干土质量之比，C_soil为膨胀土液限，C_c,0h为水泥无养护期液限，a为材料参数；w_s,n为土的天然含水率；

步骤2、选取膨胀土以及水泥为原料，并将膨胀土和水泥分别磨碎筛选备用；

步骤3、根据土工试验方法标准对膨胀土和水泥分别进行液限试验，测得步骤1中的参数C_soil和C_c,0h；

步骤4、根据土工试验方法标准测定膨胀土的自然含水率，测得步骤1中的参数w_s,n；

步骤5、利用步骤2中原料制备已知水泥掺量的水泥土，进行液限试验，得到该水泥掺量下水泥土的无养护期液限，并换算得到该状态下的水灰比，利用该水灰比和水泥掺量确定步骤1模型中放大系数的最小值；

步骤6、制备与步骤5中相同水泥掺量的水泥土，进行泌水极限试验，得到该水泥掺量下水泥土的泌水极限，并换算得到该状态下的水灰比，利用该水灰比和水泥掺量确定步骤1模型中放大系数的最大值，即完成步骤1中模型中参数确定；

步骤7、利用步骤3、4、5中参数即可确定不同水泥掺量下水泥土的水灰比的最小值，利用步骤3、4、6中参数即可确定不同水泥掺量下水泥土的水灰比的最大值，即得到不同水泥掺量的水泥土水灰比选择范围。

2.如权利要求1所述水泥加固膨胀土的水灰比预测方法，其特征在于：步骤3中，所述水泥的液限试验，每个试样须在5分钟以内完成试验并立即放入烘箱，在100-120℃下进行烘干。

3.如权利要求1所述水泥加固膨胀土的水灰比预测方法，其特征在于：步骤6中，泌水极限确定方法为：对制备与步骤5中相同水泥掺量的水泥土，在含水率为无养护期液限不同倍数的条件下进行泌水极限试验，得到该水泥掺量下水泥土的泌水极限。

4.如权利要求3所述水泥加固膨胀土的水灰比预测方法，其特征在于：步骤6，进行泌水极限试验过程中，含水率为无养护期液限的1-1.5倍，进行泌水极限试验的组数为5-15组。

5.如权利要求1所述水泥加固膨胀土的水灰比预测方法，其特征在于：所述步骤1中，水泥加固膨胀土水灰比优化选择模型适用于水泥掺量为10％-100％的水泥加固膨胀土。

6.如权利要求1所述水泥加固膨胀土的水灰比预测方法，其特征在于：所述步骤1中，材料参数a的取值为0.49。

7.如权利要求1所述水泥加固膨胀土的水灰比预测方法，其特征在于：所述膨胀土为南阳膨胀土，所述水泥为OPC 42.5^#水泥。

8.一种利用权利要求1-7任意一项中水灰比进行水泥加固膨胀土的强度预测方法，其特征在于，强度用以下公式表示：

上式中q_u为无侧限抗压强度，q₀，m，n为经验参数。

9.一种水泥加固膨胀土的刚度预测方法，其特征在于，刚度预测公式如下：

E₅₀＝βq_u

上式中，E₅₀为割线模量，即刚度；β为经验参数；q_u为无侧限抗压强度，采用权利要求8所述强度预测方法计算得到。