对黄土进行改良是提高黄土地基工程耐久性的重要措施之一。为探讨石灰对黄土特性的影响规律及机制，本文以G109线青海省海东市黄土为研究对象，通过掺加石灰进行化学改良，就改良土试样的界限含水率、抗压强度和孔径分布等特征进行分析，进而确定合理掺量。结果表明：改良后的黄土强度优于黄土本身。随着石灰掺量的增加，液限、塑限、塑性指数增大，抗压强度提高、破坏应变增大。改良后的黄土中，中、大孔隙占比降低，孔隙更为均匀。在满足强度及变形的前提下，建议石灰掺量控制在6%左右。

当利用岛状多年冻土作为建筑工程的地基时,其不稳定的性质容易引起的工程质量事故,处理难度及费用较高。文中通过对岛状多年冻土进行石灰桩预融处理试验,得出岛状多年冻土预融处理的一系列试验参数,填补了建筑工程行业岛状多年冻土处理技术的空白,为将来实际工程中普通应用提供借鉴。

生石灰桩预融处理岛状冻土是一种新的地基处理技术，目前国内外相关研究极少。为明确生石灰桩复合地基在岛状冻土区的实际效果，依托漠河机场改扩建工程地基处理项目开展生石灰桩预融技术研究。通过对现场生石灰桩开展地温及变形监测、挖探及室内外试验，经过近1 a的观测和试验，对生石灰桩复合地基的地温、桩径、干密度、含水率等关键参数的变化特征进行深入分析，明确生石灰桩处理岛状冻土地基能达到预融并加固融土地基的工程效果。研究结果表明：生石灰桩能完全融化桩间冻土，且预融处理后的复合地基在3个月内即已基本稳定。处理后的复合地基变形量小(竖向膨胀2.4～3.0 mm)，稳定快(施工完成后3个月达到稳定)，承载力满足设计要求。生石灰桩预融冻土后桩体发生膨胀，膨胀率受深度影响较小，与土体粒径成分关系较大，砂类土膨胀率低于黏性土。生石灰桩膨胀对桩周土体的挤密作用随范围扩大而减小，最大影响范围为1.25倍桩径。生石灰桩完工近1 a后，桩体完全熟化，桩体含水率明显高于桩周地基土体，桩周地基土体含水率平均降低了约8%，且距离桩体越近含水率越低。

针对冻土上限较深的岛状多年冻土地基稳定性问题,本文提出了一种用石灰桩预融处理岛状冻土地基的方法。根据生石灰水化反应放热的特点,提出用石灰桩处理高温岛状冻土地基的桩体材料配合比计算公式,并开展了石灰桩模型试验。结果表明,石灰桩能有效融化多年冻土并对融化后的地基土起到挤密加固作用。保证石灰桩预融效果的3个关键要素是:桩体含水率应控制在15%～19%;从拌和到分层夯填完成时间须控制在5 min以内;生石灰粒径宜控制在6 cm以内。

研究目的:作为一种较为成熟的地基处理方法,石灰桩主要应用于加固软土地基、湿陷性黄土地基、道路路基加固以及纠偏加固危房等方面,对其加固原理已开展了较多研究。但利用石灰桩的放热作用来处理高温岛状冻土地基,相关研究较少。本文通过现场试验,从地温、变形、承载力三个方面对石灰桩处理岛状多年冻土的应用效果进行评价,并对石灰桩处理高温岛状冻土地基的施工工艺进行总结。研究结论:(1)石灰桩处理冻土地基时,关键要注意控制配料的质量,确定合适的含水率,保证配料拌和夯填的连续性;(2)桩径40 cm、桩间距1.2 m条件下,生石灰含量50%的石灰桩能在施工后一周内完全融化桩周冻土且地基土达到最高温;(3)石灰桩复合地基变形在施工后一周内基本完成,试验测得地基土和桩的变形以竖向膨胀为主,石灰桩的膨胀挤密基本消除了冻土融化可能产生的融沉;(4)利用石灰桩处理岛状多年冻土地基能达到融化冻土、加固融土的效果,试验研究成果可为石灰桩处理岛状冻土的实际工程提供借鉴。

在高纬度冻土区修建基础工程,如何处理冻土地基使其满足承载力要求,是冻土工程施工技术的关键。为了研究石灰桩对冻土地基的预融和挤密效果,提出以破坏冻土为出发点的石灰桩放热预融方案。采用石灰桩预融冻土地基,通过群桩和单桩模型试验,测试桩周不同位置土的温度、含水率和密度的变化,确定石灰桩对冻土地基的预融和挤密影响半径。试验结果表明,所选用的桩体材料配合比,能够使桩间一定范围内冻土全部融化,提高桩间土的密度。

针对岛状多年冻土区的新建工程和既有工程改扩建过程中面临的地基多年冻土稳定性问题,利用生石灰与水反应放热原理,采用预融技术对多年冻土地基进行处理,达到使冻土融化并固结沉降从而增强地基承载力的效果。在收集国内外工程中处理岛状多年冻土的主要方法和生石灰桩在处理地基的应用范围等相关资料的基础上,创新性开展石灰桩预融冻土地基室内模型试验研究,通过试验确定适用于融化高温岛状冻土且增强其地基承载力的石灰桩材料类型、材料配合比及施工工艺,并对其应用效果进行评价,形成在高温岛状冻土地区可以应用的一种新型成套石灰桩预融技术。