□李红炉（河南省水利第二工程局）

一、引言

南水北调中线一期工程总干渠膨胀土试验段工程（南阳段）（以下简称南阳试验段）是研究南水北调工程中膨胀土地区渠坡处理方案的试验性项目，根据现场试验方案，将试验段划分为：填方试验区、弱膨胀土挖方试验区和中膨胀土挖方试验区，共分13个亚区。每个亚区长80～120m，根据试验目的布置不同的试验方案。渠坡处理试验方案采用有非膨胀土换填、水泥改性土换填、土工格栅膨胀土换填、土工袋膨胀土换填及砂砾料铺设等形式，水泥改性土换填是膨胀土渠坡处理主要试验方案之一。

膨胀土中含有较多的粘粒及亲水性较强的蒙脱石或伊利石等粘土矿物成分，是一种遇水膨胀、强度骤减、失水干缩、坚硬而又常有收缩裂隙的高塑性粘土。膨胀土渠坡易产生溜坍、坍塌、滑坡等严重事故，还会产生收缩开裂、膨胀、松散、剥落等病害，对工程建设潜在着严重的破坏性。

二、水泥与膨胀土作用机理

膨胀土的液限、塑限和塑性指数较大，压缩性偏低，在天然含水率的情况下处于较坚硬的状态，具有晶层结构的蒙脱石或蒙脱石混层矿物在电解质溶液作用下，土中的水分子受到层间交换阳离子的静电势、组成晶层的正负离子的静电作用，氢键、渗透压、层间相互作用力、层间阳离子与晶层间作用力、范德华力和同处于非饱和状态下的基质吸力等共同作用，具有溢出层间的收缩势和使空隙水分进入层间的膨胀势，使得膨胀土失水收缩、吸水膨胀。……