毛乌素沙漠地区的滩地、海子地等地貌之上，广泛分布着工程力学性质较差的软弱地层（如淤泥土、马粪土等），大量工程实践证明，垫层法在毛乌素沙漠这种软弱地基的处理中有着十分显著的效果，垫层法处理软弱基础具有造价低、施工方便、速度快、质量易于控制等优点，毛乌素沙漠采用的垫层法多以风积砂粘土石灰作为换填材料，但目前所用的配比多基于实践经验，到底怎样的配比为最优配比尚缺乏试验数据支撑。
鉴于此，研究组针对垫层法这一行之有效的方法，通过对风积砂粘土石灰的重型击实试验（图9.16），以期求出最佳配比，同时确定对应最佳配比的最优含水量，并为工程设计和施工提供能够达到的最大干密度参考值。
图9.16 垫层配比重型击实试验
根据表9.21设计的配比试验工况，按规范配制2％、4％、…、16％的含水率，并密封放置24h使含水量均匀。对其重型击实，测出实际含水率并得到其最优含水量和最大干密度。对每种设计配比分别对应的8个含水量试样逐一进行重型击实试验，根据试验结果绘制击实曲线，以此确定其最优含水量及最大干密度。试验结果见表9.22和图9.17。
表9.21 垫层配比试验设计工况一览表
续表
表9.22 不同垫层配比最优含水量和最大干密度表
不同垫层配比的重型击实试验曲线（图9.17）和风积砂的重型击实试验曲线（图3.18）对比可以看出，两者有明显的区别。垫层配比重型击实曲线是单峰曲线，和一般粘性土击实曲线相似，而风积砂的重型击实曲线是双峰曲线。另外，毛乌素沙区风积砂的最佳含水量为14％左右，最大干密度为1.729g/cm3。而10组风积砂垫层配比击实试验中，获得的最大干密度最小值为1.83g/cm3，即最大干密度范围在1.83～2.00g/cm3之间，最优含水量普遍低于14％。显然，风积砂粘土石灰垫层明显改良了风积砂的原有物理力学性质。在10个设计配比中，风积砂∶粘土∶石灰质量比为6∶3.5∶0.5时，含水量为10.5％时其干密度为2.0g/cm3最大，因此选择该配比为垫层施工的最优配比。
图9.17 垫层配比重型击实曲线