冻融循环下玄武岩纤维-水泥改良土静力学特性研究.pdf
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1、冻融循环下玄武岩纤维一水泥改良土静力学特性研究赵士忠,朱福!,李家宇?(1.吉林建筑大学交通科学与工程学院,吉林长春130 118;2.中交综合规划设计院有限公司,北京10 0 0 0 0)摘要:以吉林省北部粉砂土为研究对象,通过静三轴试验探究了冻融循环条件下玄武岩纤维-水泥改良土的静力学特性。玄武岩纤维一水泥改良土的内摩擦角和抗剪强度增大、黏聚力变化幅度较小,弹性模量在冻融循环4 6 次时增幅最大。试验表明通过玄武岩纤维-水泥改良,可以提升粉砂土的抗冻性、耐久性,且玄武岩纤维掺量0.3%+水泥掺量2%效果最佳。关键词:道路工程;静力学;三轴试验;粉砂土;抗剪强度中图分类号:U414Study
2、 on static properties of basaltfiber cement modified soil underfreeze-thaw cyclingZHAO Shizhong,ZHU Fu,LI Jiayu?(1.Jilin University of Architecture,School of Transportation Science andEngineering,Jilin Changchun 130118 China;2.CCCC ComprehensivePlanning and Design Institute Co.,Ltd.,Beijing 100000 C
3、hina)Abstract:The static triaxial test was conducted to investigatethe static properties of basalt fiber cement modified soilunder freeze-thaw cycles,taking the silty soil in northernJilin Province as the research object.The internal frictionangle and shear strength of basalt fiber cement modifiedso
4、il increase,while the cohesion changes slightly.Theelastic modulus increases most during 4 6 freeze-thaw cycles.The test shows that the frost resistance anddurability of silty sand can be improved through basalt收稿日期:2 0 2 3-0 3-0 7作者简介:赵士忠(19 9 8 一),男,安徽淮北人,硕士研究生,研究方向为道路建筑材料。fiber cement improvement
5、,and the best effect is to add0.3%basalt fiber and 2%cement.Key words:road engineering;statics;triaxial test;siltysoil;shear strength0引言季冻区道路路面每年新增的病害大多数与路基冻害相关 1-2 1。路基土体在冻结和融化过程中,土体内部的水、热层分布及土颗粒结构等都会发生变化,进而土体在宏观上会表现出冻胀现象【3。土体在经历冻融循环后,力学性质变差,进一步影响土体的应力应变特性 4-5。因此,处理这些路基问题文献标识码:A成为我国东北部地区道路工程建设的中需要面
6、临的技术性难题【。此前的无机改良剂虽能加强季冻区路基土的抗冻性能,但对环境污染较大,不利于环保。根据国内外有关研究显示:把玄武岩纤维作为改良剂掺人土体中,可以增加土体的水稳定性、抗侵蚀性和抗冻性 7-10 。1试验概况及方案1.1试验材料试验所用粉砂土取自吉林省北部某高速公路施工现场,原状土呈现淡黄色。土体的颗粒相对密度为2.6 0 5,液限为12.6 4%,塑限为17.1%。试验所用水泥选自诸城市大型水泥粉磨厂,该水泥具有早后期强度高,可塑性、均匀性优良、色泽美观、含碱性较低等优点。玄武岩纤维产地为湖南长沙,具有抗低温性强、抗酸碱性极高、导热性低、拉伸强度高等优点。其主要化学成分有SiO2、
7、Fe 2 0 3、A l,0 3、Cao等。1.2试件制备及试验仪器通过击实试验分别测出素土(1号土)、2%水泥(2 号土)、2%水泥+0.1%玄武岩纤维(3号土)、2%水泥+0.3%玄武岩纤维(4号土)、2%水泥+0.5%玄武岩纤维(5号土)的最大干密度和最佳含水率。击实试验所用仪器为LH-I多功能电动击实仪和YDT-20电动液压脱模器-27-赵士忠,朱福,李家宇:冻融循环下玄武岩纤维水泥改良土静力学特性研究在三轴试件压实仪上制成高8 0 mm、直径39.1mm的三轴试样。将所有制备的试件放在标准恒温恒湿养护箱进行养护,设置温度为2 0,湿度为9 5%,养护时间为7 d。养护期结束后将试件放
8、人高低温交变箱进行冻融,设置冻结温度为-2 0,融化温度为2 0,各12 h,此为一个完整的冻融循环周期,设计冻融循环次数为0 次、2 次、4次、6 次、8 次、10 次。1.3试验方案依据实验室设备条件,探究玄武岩纤维掺量、冻融循环次数及围压等因素对改良土的静力学特性的影响变化规律。试验方案见表1。表1静三轴试验方案纤维掺量1%冻融循环次数/次0.10、2、4、6、8、100.30、2、4、6、8、100.50、2、4、6、8、102试验结果及分析2.1最大干密度和最佳含水率不同玄武岩纤维掺量的改良土的击实试验结果见表2。表中字母C表示水泥,土样标号1 5分别代表素土、2%掺人水泥改良土、2
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