分散性土是一种在水力坡降很低的条件下,由于土颗粒间的排斥力超过吸引力而导致土体产生分散流失的黏性土。分散性土是一种水敏性土,它的抗冲蚀能力很低,对环境中的水质较为敏感,在较低的含盐量的水或去离子水中,黏性土颗粒之间的黏聚力大部分甚至全部消失,土颗粒自行分散成原级黏性土颗粒。由于分散性土的抗冲蚀能力很低,在工程中容易使建筑物发生管涌、洞穴和冲沟破坏等事故,对工程的安全产生极大的威胁和隐患。因此,需要对分散性土进行改性处理,提高分散性土的抗冲蚀能力。本文以碳酸氢钙饱和溶液作为改性材料,通过土体的物理性质试验、化学性质试验,分散性鉴定试验,扫描电镜试验和能谱分析试验,研究了碳酸氢钙溶液对分散性土的分散性、颗粒级配、酸碱度、澄清液电导率和微观结构的影响,分析了碳酸氢钙改性分散性土的机制,阐明了碳酸氢钙改性分散性土的可行性与有效性。研究结论如下。(1)电导率试验表明,随着二氧化碳气体压强的升高,制备的碳酸氢钙溶液中碳酸氢钙的质量体积浓度增大,碳酸氢钙会缓慢分解形成碳酸钙。碳酸氢钙溶液与土体混合后,土颗粒的沉降速度显著增加,土水悬浊液会在短时间内产生明显的分层,上层溶液清晰透明,溶液中几乎没有悬浮状的黏土颗粒,但尚有未分解的碳酸氢钙存在于上部澄清液中。待澄清液蒸发后,土体表面会有鳞状的碳酸钙晶体生成。采用抽气或抽滤两种方法均可以提高碳酸氢钙的分解速度和转化率,加速碳酸钙的析出和沉积。(2)分散性鉴定试验表明,碳酸氢钙溶液可有效降低分散性土的分散性。液固比和土液分离方式对改性效果有重要影响。随着液固比的增加,土体的分散性逐渐降低,当液固比为3:1时,分散性土转变为过渡性土;当液固比为4:1时,分散性土转变为非分散性土。混合抽滤风干的土液分离方式具有碳酸氢钙分解率高、土水悬液分离速度快、改性效果稳定的特点。(3)碳酸氢钙溶液加入到分散性土中后,发生了酸碱中和反应、复分解反应、分解反应和吸附交换反应等,使得土体的p H值降低,土颗粒间的双电层厚度减小,而且凝胶状的碳酸钙可起到胶结作用与固化作用,形成较大的团粒,提高土体的抗冲蚀性。这些作用改善了土颗粒之间的胶结,增强了土体的结构稳定性。