改良花岗岩残积土进失水能力及接触角试验研究

汤连生 ，刘其鑫 ，孙银磊 ，许瀚升

（1.中山大学地球科学与工程学院, 广东 珠海 519082；2.广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室, 广东 珠海 519082；3.南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）, 广东 珠海 519082）

花岗岩残积土是一种区域特殊性红土，在我国华南区域分布普遍[1-2]。天然状态下花岗岩残积土的性质较稳定，但经过人为或工程扰动后，其在水的作用下极易发生软化崩解[3-4]。在华南湿热多雨的气候下，作为工程用土的花岗岩残积土在浸水后容易发生滑坡、地面沉降、崩岗、崩塌等地质灾害[5-7]。因此，防止雨水入渗，维持土体内部含水率不变对于保持花岗岩残积土性质稳定十分重要。

针对花岗岩残积土遇水软化崩解的不良特性，通常采用土壤固化剂对其进行改良加固。常用的土壤固化剂有石灰[8]、粉煤灰[9]以及水泥[10-11]等，固化剂的加入除了使土体内部结构发生改变外，还会对土颗粒表面性质产生影响[12-13]。现有的改良土研究都着重于土体宏观力学与微观结构的变化，忽视了固化剂对土颗粒表面性质的影响。表面性质与土体的进水能力有一定的相关性[14]，它的改变会影响土的亲水、斥水等性质[15]。斥水性土的表面难以被水分湿润，能够有效阻止水分入渗，降低土体的渗透性能[16-17]。对于遇水软化崩解的花岗岩残积土来说，土体具有较强的斥水性能够一定程度上维持土体内部含水率的稳定，保证土体内部结构和化学成分不发生较大变化，并且有利于边坡和路基的安全防护。非饱和土力学领域中常用于研究的土体都具有亲水性，即土颗粒表面能够被水湿润；因此，岩土材料的理论知识往往局限于亲水性土。已有学者研究发现[18-19]，亲水性土与斥水性土的力学行为具有明显差异，并且土的表面性质对固-液-气三相接触角（contact angle，CA）的影响巨大[20]，不同CA的土体其土颗粒间吸力的差异也将直接影响土体的强度特性和变形特征[21-22]。因此，有必要定性及定量地对改良花岗岩残积土的进失水能力及CA变化规律进行分析研究。

本文从改良花岗岩残积土维持内部含水率稳定性能力的角度出发，开展水滴入渗试验、进水试验、失水试验，研究改良花岗岩残积土的进失水能力，并通过测量土颗粒表观CA的变化从宏观上解释固化剂对花岗岩残积土表面性质的影响，结合扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）和X射线衍射（Xray Diffration，XRD）试验从微观角度揭示固化剂对花岗岩残积土进失水能力的影响机理及进失水能力与表面性质的相关性。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

试验所用土样为花岗岩残积土，取自中山大学珠海校区附近，取样点如图1（a）所示，取样深度均为1.0 m；采集的土样见图1（b），通过目视观察，土样颜色以红褐色为主，含有白褐色斑点，土质不均匀。将土样风干碾碎后筛分得到土样的粒度成分（图1）。将重塑土进行室内土工实验，其基本物理力学指标见表1。试验所用的改良固化剂为高岭土、石灰、水泥。高岭土规格为1 250目的煅烧高岭土，二氧化硅和氧化铝的质量分数分别为53%、46%，白度94%。石灰规格为250目的生石灰，氧化钙质量分数大于99%。水泥为普通硅酸盐水泥，标号P.O42.5。

图1 土样采集及颗粒级配Fig.1 Soil sampling and grain size distribution

表1 花岗岩残积土基本物性指标Table 1 Basic properties of granite residual soil

1.2 试验方法

1.2.1 水滴入渗试验

滴水穿透时间法是一种用来表征斥水性的方法。在土体表面滴一定体积的水滴，水滴完全渗入土样的时间（water drop renetration time，WDPT）越长，土样斥水度越高。斥水性强弱的分级见表2。

表2 土的斥水性分级Table 2 Water repellency grade of soils

将原状风干土样碾碎后经过2 mm筛获得土颗粒并将其密封保存；根据设计的土样含水率（w）和固化剂质量分数，称量所需要的蒸馏水和固化剂质量，并与烘干的土颗粒充分混合并搅拌均匀（5 min），制成干密度为1.70 g/cm3的圆饼状压实土样（高2 cm、直径6.16 cm），并放置在恒温恒湿的养护箱中养护48 h，试样分类及编号见表3。采用标准滴定管，对土样表面进行滴定（每滴水滴的体积为0.05 mL），滴定时滴管距离土样表面5 mm，以减少水滴下落时重力作用对结果的影响，水滴从滴到土体表面至完全下渗所需要的时间为WDPT。每种土样设计10组平行试验，记录WDPT，取所测结果均值为最终结果。

表3 试样分类及编号Table 3 Sample classification and numbering

1.2.2 CA测量试验

本文利用躺滴法测量土颗粒CA。将配置好并搅拌均匀的土样养护48 h后用长4 cm的双面胶贴于载玻片表面，并用200 g砝码覆盖载土玻片，静置2 min后除去载玻片上多余土颗粒，使载玻片上土颗粒平整均匀。仪器采用中山大学地球科学与工程学院的CA测定仪（型号为OCA15EC）。仪器主要由摄像机、光学放大系统、自动注液仪、加样器、载物台、光源组成（图2）。试验时，载物台放置样品，自动注液器可以将指定体积的液体通过加样器加载到试样表面，光源和光学放大系统对液体图像进行增强，同时摄像机进行拍摄记录。进行CA测试之前，先调试仪器，使加样器位于屏幕中央，让载物台、镜头和摄像机保持同一水平，且焦距适中。将吸入蒸馏水的加样器固定后，把载玻片置于载物台上，调节加样器位置，使液滴与载玻片上土颗粒表面保持近于接触的位置。然后调置参数，记录水滴在土样上下落的整个过程，并保存记录图像。从记录图像中选取水滴与土样初始接触时的合适图片进行CA计算。

图2 CA测定仪Fig.2 Contact angle measuring devices

1.2.3 进水试验

将养护后的22%含水率试样（干密度为1.70 g/cm3）干燥至10%含水率，将干燥试样置于多孔网上，在24 °C室温条件下向试样表面滴入1 mL蒸馏水，待水滴完全进入土体后记录WDPT并用精度为0.01 g的天平称量试样的质量，利用质量体积公式换算其含水率，并重复以上操作。试验进行1 h后，于105 °C下烘干试样，称量烘干后的质量。根据质量随时间的变化关系得到含水率变化曲线。试样在不同时间的含水率为：

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式中：wi——i时刻试样的含水率/%；

mi——i时刻试样的质量/g；

md——烘干后试样的质量/g。

1.2.4 失水试验

将养护后的22%含水率试样（干密度为1.70 g/cm3）进行抽真空饱和，将饱和试样（高2 cm、直径6.16 cm）置于多孔网上，在24 °C室温条件下相隔5 h用精度为0.01 g的天平测量其质量，用质量体积公式换算试样含水率，待试样质量不变时，于105 °C下烘干试样，称量烘干后的质量。根据质量随时间的变化关系得到含水率变化曲线。不同时间试样的含水率计算公式与式（1）相同。

1.2.5 SEM试验

采集养护后的土样制备SEM微观土样，并对其剖面进行观察分析，采用液氮冷冻真空升华干燥处理土样，然后利用涂了凡士林的钢丝锯制作剪切面处的毛坯样，并用钢刀将样品加工为边长约1 cm的立方体，将其放在液氮瓶中迅速冷冻并转移至-45 °C的真空冷冻干燥仪中干燥24 h[23]。借助SEM（型号为Quanta 650）观察土样的微观结构，利用Liu等[24]开发的PCAS软件对SEM图像进行定量测试分析，包括孔隙、颗粒等形态特性。

1.2.6 XRD试验

采集每次CA测试后的土样进行矿物成分分析（成分分析土样与扫描电镜土样在空间位置上必须接近），将土样研磨成粉末状并过0.25 mm筛，制成1.0～2.0 mm的平整试片，放入105 °C烘箱内烘6 h，冷却后放入室内静置10 d，让土样充分与空气中的水汽平衡。利用中山大学测试中心的XRD仪（型号为Empyrean）进行测量，试验的起始角度为10°，终止角度为80°，步宽为0.02°，采样时间0.05 s，默认管压30 kV、管流20 mA。

2 试验结果

2.1 水滴入渗形态变化

花岗岩残积土表面水滴的形态随固化剂掺量的增大有明显的改变（图3），含水率越大，其变化越明显。选取含水率为22%的试样进行形态变化分析，水滴接触素土表面后迅速向四周扩散，形成厚度较薄的散开状水膜，水膜在素土表面存留时间较短，该结果表明素土进水能力较强，亲水性较好。

图3 含水率22%时花岗岩残积土表面的水滴形态Fig.3 Water droplets on the surface of granite residual soil with water content of 22%

掺入固化剂后，改良花岗岩残积土的斥水性均有所增强。高岭土改良土样表面水滴形态与素土相似，随着高岭土掺量的增加，改良土样表面水膜的扩散面积略微增大，水膜厚度变薄，表明高岭土对花岗岩残积土的进水能力影响较小，改良土样斥水性改善小，呈轻微斥水性。

石灰和水泥改良土样表面水滴形态变化规律相似，固化剂掺量越大，水滴形态变化越明显。1%固化剂改良土样表现出轻微斥水性，水滴接触土体表面后扩散面积小，水膜厚度相较素土增厚；一段时间后，水膜面积变小直至完全消失进入土体。当固化剂掺量增大到2%、3%时，土体表现出强斥水性，水滴接触土体表面后迅速稳定不再发生扩散，呈不完整球状，球体高度（h）＜球体半径（r），能够长时间在土体表面保持稳定状态。当固化剂掺量达到4%、5%时，水滴呈更饱满的半球状（h≈r），并且稳定时间更长。石灰和水泥改良后的花岗岩残积土进水能力变弱，斥水性明显增强。

2.2 水滴入渗时间变化

改良花岗岩残积土的WDPT随含水率的增加而增大，其中水泥和石灰改良土样的WDPT随固化剂掺量的变化趋势受含水率影响较大，而高岭土改良土样的WDPT随固化剂掺量的变化趋势受含水率的影响较小（图4）。随着固化剂掺量的增加，高岭土改良土样的WDPT减小，而石灰和水泥改良土样的WDPT增大。对比土的斥水性分级（表2）可知，高岭土改良土样呈轻微斥水性。1%、2%石灰改良土样呈轻微斥水性，而3%、4%、5%石灰改良土样可达到强斥水性。与此同时，水泥改良土样斥水性变化与含水率有直接关系，低含水率情况下，水泥改良土样呈轻微斥水性，当含水率达到20%时，2%、3%、4%、5%水泥改良的土样呈强斥水性；当含水率达到22%时，4%、5%水泥改良土样可达到严重斥水性。由此可见，高岭土对花岗岩残积土斥水性改变较小，而石灰和水泥对花岗岩残积土的斥水性改变非常大。

图4 WDPT随固化剂掺量的变化Fig.4 Variation of WDPT with the content of curing agent

在同一含水率下横向比较不同固化剂对花岗岩残积土的斥水性影响效果。当含水率为16%时，试样的WDPT总体偏小，石灰改良土样的WDPT最大，且与水泥改良土样相近。当含水率为18%时，石灰改良土样的WDPT远大于水泥和高岭土改良土样。当含水率为20%时，水泥改良土样的WDPT与石灰改良土样相近，但随着固化剂掺量的增加会超过石灰改良土。而当含水率达到22%时，水泥改良土样的WDPT达到本次试验的最大值，且远大于石灰和高岭土改良土。含水率的增加使固化剂与水反应更完全，因此石灰和水泥改良土在含水率增大后WDPT都有明显增加。高岭土改良土样的WDPT最小，高岭土的掺入对花岗岩残积土的斥水性影响不大。

2.3 CA变化情况

通过躺滴法测量改良土体的CA，其表面液滴轮廓如图5所示。高岭土改良的花岗岩残积土表面液滴轮廓与素土相似。当石灰与水泥的掺量为1%时，水膜高度较小，但能够明显与素土区分开来。当石灰和水泥的掺量达到2%、3%时，其水膜高度大幅度增加，与土体接触面积减小。当石灰和水泥掺量达到4%、5%时，水滴呈半球状（h≈r），其变化规律与水滴入渗试验中的水滴形态变化一致。

图5 含水率22%时不同固化剂改良土样表面的液滴轮廓Fig.5 Profile showing droplets on soil surface improved by different curing agents at water content of 22%

躺滴法测量的试验结果如图6所示，不同固化剂改良土样在不同含水率下的CA有明显差异。从总体趋势上看，3种固化剂的掺入都使得液滴与改良土样表面的CA增大，并且CA的大小随着固化剂掺量的加大和含水率的增大而变大。通过比较，3种固化剂的掺量为1%时，其对土体表面CA的变化影响不大，而随着固化剂掺量的增大，石灰和水泥改良土样表面液滴的CA变化十分明显。2%固化剂掺量时，液滴与石灰改良土体表面的CA变化最大。固化剂掺量超过3%时，石灰和水泥改良土样表面液滴的CA变化小，4%固化剂掺量时，石灰与水泥改良土样表面液滴的CA接近90°。CA测量试验所得到的CA变化总体趋势与水滴入渗法的结果基本对应。但值得注意的是，在水滴入渗试验中，高岭土改良土体的WDPT是随着固化剂掺量的增加而减小的，而通过CA测量试验，CA是随着固化剂掺量而增大的。由此可见，水滴入渗法和CA测量法在一定程度上都能够反映土壤的斥水性，但这两种方法是不同的土壤斥水性评价方法，分别表示斥水持久性和斥水的强度。同时CA除了能够反映土壤的斥水性特征外，在非饱和土力学中，CA对于土中吸力也有着重要的影响。

图6 CA随固化剂掺量的变化Fig.6 Changes of CA with the content of curing agent

2.4 进水试验结果

为了比较不同改良土体的进水能力，对不同固化剂改良后的干燥试样进行了进水试验，试验结果如图7所示。根据曲线斜率k，可将进水过程大致划分为剧烈变化区和线性变化区。随进水试验的进行，土样含水率变化速率减小，进水能力减弱。含水率变化越小说明固化剂对维持土体内部的干燥能力越强，进水能力越弱。当固化剂掺量为1%时，高岭土和石灰改良土样的含水率变化大于素土，水泥改良土样的含水率变化不大。2%固化剂掺量时，石灰和水泥改良土样的进水能力开始减小；3%固化剂掺量时，其进水能力大幅度减弱，含水率变化减小且增加速率缓慢。固化剂掺量超过4%时，改良土样的进水能力都有所减小，石灰、水泥改良土样减小尤为明显，进水1 h后含水率变化不超过5%。对于高岭土改良土样来说，其进水能力较强，含水率变化大，当高岭土掺量小于4%时，其含水率变化量比素土大，而当高岭土掺量达到5%时，其含水率变化量略小于素土，但远高于石灰、水泥改良土样。总体来说，固化剂对土样的进水能力影响不同，高岭土对土样的进水能力改变较小，石灰和水泥会大幅度减小土体的进水能力，能够长时间维持土体内部的含水率不变，且石灰改善效果强于水泥。

图7 进水时土样含水率变化曲线Fig.7 Variation of soil moisture content with time during water inflow

2.5 失水试验结果

失水试验能够模拟出饱和土体在自然干燥条件下的失水能力，干燥失水时土样的含水率随时间变化结果如图8所示。初始时刻的含水率表示土样饱和时的含水率，称为饱和含水率。改良土样的饱和含水率随着固化剂掺量的增加而不同程度地减小，饱和含水率越小说明土体内用于进水的孔隙越少。素土的饱和含水率最高，高岭土改良土样的饱和含水率与素土相近，并随着高岭土掺量的增加饱和含水率减小。1%掺量的石灰和水泥改良土样的饱和含水率与素土相近，当固化剂掺量超过2%后，改良土样饱和含水率大幅度降低，相同固化剂掺量的情况下，石灰改良土样饱和含水率高于水泥改良土样。

图8 失水时土样含水率变化曲线Fig.8 Variation of soil moisture content with time during water loss

从含水率随时间的总体变化趋势上看，含水率降低主要呈现3个阶段：陡然下降阶段、相对平缓阶段和剧烈变化阶段。素土、高岭土改良土样以及1%、2%石灰改良土样和水泥改良土样的含水率随时间变化曲线较陡，含水率下降速度较快；而3%、4%、5%石灰和水泥改良土样的含水率随时间变化曲线较缓，含水率下降速度较慢。土样在室温条件下自然风干时，土中的水不会全部蒸发，土样的含水率最终会趋于稳定，将土样质量趋于稳定时的含水率称为残余含水率。高岭土改良土样的残余含水率最高，且残余含水率随着高岭土掺量的增加而增大，其次为素土、石灰改良土样和水泥改良土样，但石灰改良土样和水泥改良土样的残余含水率随固化剂掺量的增加而降低。

3 讨论

3.1 微观结构对改良花岗岩残积土进失水能力的影响

素土的结构主要为粒状、板条状和少量的絮凝状，如图9（a）所示。其矿物集合体定向性较差，片状结构与块状结构较为疏松，有少量紧密的矿物集合体呈定向排列，矿物间存在大量的孔隙，导致素土的进水能力强，失水速度快。对于高岭土改良土样，其矿物集合体主要呈非定向排列，矿物排列更加紧密，片状和板条状结构增多，矿物间的孔隙虽减小但仍较多，如图9（b）所示。这种结构能够在一定程度上减弱土样的进水能力，但从进水试验中得到了高岭土改良土样进水能力增大的结果，因此这种结构对花岗岩残积土进失水能力没有实质性改善。

图9 试验土样SEM微观结构图Fig.9 SEM microstructure diagram of the test soil sample

石灰改良土样由于化学作用生成了较多的网状物、柱状物等，颗粒多呈现不定向分布，如图9（c）所示。土中的CaCO3对黏土颗粒起到联结或包裹的作用，从而形成了许多集聚体，这种包裹或联结作用有效阻断了土颗粒间部分孔隙的连通，使颗粒间的排列更加连续密实，导致改良后的花岗岩残积土进水能力变弱，失水速度变慢。水泥改善的土样也出现了类似的包裹、填充和胶结的微结构特征，如图9（d）所示。水泥在团粒化和碳酸化以及硬凝反应作用下，形成的水化物聚合体（水化硅酸钙和水化铝酸钙），增加了土体中的胶结颗粒数量。从图9中可以看出水泥改良土样土颗粒的定向性分布比较明显，密实程度远远大于其他两种类型的土。孔隙的大幅度减少阻断了水分进入的通道，形成了大量的密闭空间，使得土体孔隙的连通性减弱，导致土体进水能力差，失水速度慢。失水试验结果中含水率下降的3个阶段与土体的孔隙结构有关。土体表面水分蒸发快，因此试样开始时曲线陡然下降，而后水分蒸发速度减慢，曲线进入相对平缓阶段；随着蒸发的进行，孔隙中饱和水膜厚度减小并分离，与空气的接触面逐渐增大[25]，导致蒸发速度突然加快，曲线进入剧烈变化阶段。孔隙越大水膜接触面越大，现象越明显，因此高掺量石灰、水泥改良土样的曲线较平缓，后两个阶段的曲线斜率相差较小。

3.2 化学成分对改良花岗岩残积土吸失水能力的影响

固化剂的掺入导致土体内部发生了化学反应，化学作用导致的土体结构和化学成分的变化对土体进失水能力产生影响。高岭土作为黏土矿物，其主要作用为包裹土颗粒、吸附周围介质中的离子，并不发生化学反应。由于黏土矿物呈细小的片状，比表面积较大，对土中的水分子吸附能力强，这种吸附能力比高岭土减小土体内部孔隙对花岗岩残积土进水能力的影响更大。因此，高岭土掺量增加，试样进水能力得到增强。石灰与水泥改良土内发生的化学反应相似，主要为火山灰反应和碳酸化反应，见式（2）（3）（4）[26-27]。

火山灰反应消耗了土中的黏土矿物（SiO2和A12O3），使黏土矿物含量减小（图10），并且反应生成的化学物质在土颗粒表层形成包裹，填充土粒间的空隙，使土体的进水能力变弱，失水通道减小。从失水试验结果发现，残余含水率的降低与黏土矿物的含量有关。高岭土的掺入使土中黏土矿物含量增大，土中含有的大量结合水导致土体残余含水率比素土大；而水泥和石灰改良土样的残余含水率随着固化剂掺量大幅度降低，这是因为火山灰反应后黏土颗粒被钙化物包裹，无法吸附水分子，导致土体内结合水减小。

图10 改良土样的XRD谱Fig.10 XRD of the test soil samples

3.3 固化剂对花岗岩残积土CA的影响机理

花岗岩残积土含有相当一部分黏土矿物，主要包括高岭石、伊利石和蒙脱石。伊利石和蒙脱石为3层结构，晶体的内聚力相对较弱，骨架非常活跃，具有较大的表面自由能[28]。极性水分子被黏土矿物吸引后在土颗粒表面铺展开，导致水在素土表面的CA较小。固化剂作用于土体的过程中伴随着两种作用：一是土颗粒相互靠近，不同颗粒之间互相连接；二是土颗粒表面的固化剂（如水泥和石灰石）发生火山灰反应形成的水化产物能够胶结包裹土颗粒（图11）。

图11 固化剂对土样CA影响机理Fig.11 Influence mechanism of curing agent on CA of the soil sample

土颗粒表面常带有负电荷，主要依靠静电引力与其他分子结合。水泥和石灰的改良机制类似。火山灰反应催生出的高价金属阳离子能够在土颗粒表面置换低价阳离子，使其表面正电性增高，从而导致部分土颗粒表面带正电。正负相反电性的土颗粒间在静电力的作用下相互吸引，逐渐团聚，并且正电性的增高能够减弱土颗粒表层的双电层，使土颗粒对水的吸附能力变弱。石灰和水泥水化生成的稳定结晶化合物结构相对致密、且不溶于水，对土颗粒起到包裹、联结的作用，使团粒间变得更加紧密，减小了土体内部孔隙，使之成为一个具有高强度的整体。物理击实作用和化学反应作用使黏土颗粒在基本结构单元的相界面上被牢牢地粘结在一起形成致密的网状结构，从而大幅度降低土颗粒的表面自由能，导致土-水-气三相CA增大，土颗粒斥水性增强。

高岭土的改良机制与水泥、石灰不同。高岭土能够吸附周围介质中的各种离子，但是这种离子交换性能较弱，不能有效减小黏土矿物周围的静电力，土中黏土矿物对水分子的吸附作用仍然很强；但随着含水率变大，黏土矿物表层的双电层增厚，静电力对水分子的吸附作用变弱，因此高岭土改良土样的进水能力随着含水率增大而变弱。高岭土主要依靠自身的粘结性对土颗粒进行联结和包裹。相较于伊利石和蒙脱石，高岭石晶体表面自由能较低，土颗粒被高岭土包裹后，其表面自由能被一定程度的减弱；并且高岭石表面自由能会随着水的吸附而变低，因此CA会随着高岭土掺量和含水率的增加而增大。

4 结论

（1）固化剂和含水率均能不同程度地影响花岗岩残积土表层斥水性能。含水率为16%、18%、20%时，高岭土、1%和2%石灰、1%水泥改良土样呈轻微斥水性，3%、4%、5%石灰和水泥改良后的土样可达到强斥水性；而当含水率达到22%时，4%、5%水泥改良土可达到严重斥水性。

（2）改良后的花岗岩残积土土颗粒初始CA均有不同程度的提升，且CA随着固化剂掺量的提高而增大。1%掺量时，3种固化剂对土体初始CA的影响较小；2%固化剂掺量时，石灰改良土样的初始CA变化最大；固化剂掺量大于3%后，石灰和水泥改良土样的初始CA变化较小；当固化剂掺量达到4%、5%时，石灰、水泥改良土样初始CA接近90°。

（3）石灰和水泥改良剂可减弱花岗岩残积土的进水能力，高岭土对花岗岩残积土进水能力影响较小。1%固化剂掺量时，土体进水能力仍然较强；2%固化剂掺量时，石灰和水泥改良的土样进水能力开始减小；当固化剂掺量超过3%时石灰和水泥改良土样进水能力大幅度减弱；固化剂掺量达到4%、5%时，石灰、水泥改良土样进水1 h的含水率变化不超过5%。

（4）改良花岗岩残积土进失水能力的变化由土体内部结构的改变以及表面性质的改变共同导致。固化剂的加固机理主要包括物理成型压力作用和化学作用。水泥和石灰加固土体可减弱土颗粒表面的双电层及其表面自由能，使土体斥水性和初始CA变大。高岭土对土体的斥水性和接触角影响不大。

（5）本文揭示了改良固化剂通过改变土体内部孔隙结构以及土颗粒表面性质使花岗岩残积土进失水能力减弱的机理，结果可为由于固化剂改变土体表面性质引起的CA变化规律提供一定科学依据，也可为不同渗透需求的实际工程选取改良剂提供一定参考。土体表面性质改变后，CA的变化对土体变形和强度的影响规律及机理还有待进一步研究。