天然黏土地基常常难以满足现代工程建设对地基承载力的要求,发展新型土质改性技术一直是地质工程、岩土工程和道路工程等学科领域的研究热点。纳米膨润土是一种新型的土体改性材料,能有效提高黏土的物理力学性质。随着纳米材料的广泛应用,其成本大大降低,技术工艺简单,施工方便,且纳米膨润土本身又是一种土体,不会对土体产生二次污染,所以掌握纳米膨润土改性黏土的特性对于该技术的推广应用具有重要的意义。为掌握纳米膨润土改性黏土的特性,本文利用纳米膨润土作为黏土的改性材料,系统分析了黏土掺加纳米膨润土后的强度、固结特性变化,开展了不同纳米膨润土掺量(0.5%,1%,1.5%,2%)、含水率和干密度下的一系列室内试验,得到以下结论:(1)本文开展了 23组无侧限抗压强度试验及4组CBR试验,研究了掺加纳米膨润土后黏土土样的力学性质,以及纳米膨润土掺量、土的含水率和干密度三个因素对土体无侧限抗压强度的影响。结果表明,纳米膨润土的掺加能有效提高黏土的抗压性能及承载比,且抗压强度随纳米膨润土掺量、土干密度的增加呈非线性增加;随土含水率的增加,抗压强度先减少后增加。黏土内掺入纳米膨润土后,由于土的孔隙会被填充,形成密集结构,纳米膨润土与黏土颗粒界面的有效接触面积会增加,从而使黏土的强度提高。同时,水分会在纳米膨润土-黏土界面起到润滑作用。(2)分析了不同荷载条件下纳米膨润土掺量对黏土固结系数、次固结系数和渗透系数等参数的影响规律。试验分析表明:在黏土中掺加少量纳米膨润土,对黏土原有固结特性规律影响不大,但纳米膨润土的掺入加速了黏土的排水固结。在纳米膨润土掺量为0.5%时,黏土的最终压缩量最大,最终孔隙比最小。且黏土的固结及渗透系数在高应力状态下,随纳米膨润土掺量的增加呈现出递增趋势,有利于黏土的排水固结。分析表明,纳米膨润土的胶结填充作用对黏土改性效果有重要影响。(3)通过对比纳米膨润土的掺入对土样破坏特征的影响,发现掺加纳米膨润土后,土样表面的裂隙裂而不断,未出现掉块现象,土体的韧性加强,脆性破坏得到明显的改善。(4)通过对比试验,研究了纳米膨润土与有机膨润土掺入对黏土特性的影响,发现掺加纳米膨润土比掺加有机膨润土的黏土最终压缩量、最终孔隙比和固结系数、渗透系数变化大,纳米膨润土改性黏土压缩性的效果比有机膨润土改性黏土的要明显,能有效提高黏土的压缩性,加速黏土的固结速率,减小土体间的孔隙。(5)利用纳米膨润土改性黏土,能有效提高黏土的强度、承载力和变形性能,具有巨大的应用潜力,可以作为黏土改性的一种新思路。