石灰—偏高岭土改性粉砂土的强度特性及微观机制试验研究

发布时间：2021-03-18 15:10

　　中原地区土遗址多为粉土或粉砂土夯筑。由于遗址粉土或粉砂土等具有较强的水敏性,长期暴露在自然条件下的遗址本体极易产生劣化、裂缝和坍塌等病害,有的遗址甚至岌岌可危,土遗址预防性保护显得十分紧迫。而保护土遗址的关键在于加固材料是否应用得当,因此开展土遗址修复材料的研发工作具有重要的理论和现实意义。本文为研发水硬性石灰替代材料,提高传统石灰土在土遗址修复中的改良效果,以河南地区典型粉砂土为研究对象,制备4种石灰及4种偏高岭土掺量下的改性土试样,养护至预定龄期后进行无侧限抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验,并与水硬性石灰土进行对比分析。同时对部分土样进行SEM与XRD等微观测试,明晰其强度特性的内在微观机制。研究可为土遗址预防性保护提供理论与技术支撑。主要研究内容及结论如下:（1）对不同掺量下的石灰-偏高岭土以及水硬性石灰土进行了击实试验。结果表明随着偏高岭土掺量的增加,最优含水率逐渐增大,最大干密度逐渐减小;从击实曲线可以看出,偏高岭土的掺入有效抑制了石灰土的水敏性,且相较于水硬性石灰,石灰-偏高岭土材料抑制土体的水敏性效果更好,更加有利于现场施工。（2）通过无侧限抗压强度试验绘制轴向应力-应变曲... 

【文章来源】：中原工学院河南省

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

土遗址不同损坏程度

中原工学院硕士学位论文4长期风化的产物，由粉粒和砂粒组成，是一种特殊的颗粒级配的低塑性土，土颗粒间存在着大量的空隙使毛细管路通畅、水稳性差、骨架结构稳定性差以及土遗址本体强度降低，这将会引发一系列的病害，如土体产生劣化、裂缝和坍塌等（如图1.2所示）。因此，为了提高土遗址本体土的性能，有必要在了解粉砂土基本物理性质基础上，对其进行改性处理。（a）新郑市郑韩故城土遗址（b）新密市古城寨土遗址图1.2河南地区典型土遗址近年来关于粉砂土的改性工作，相关领域学者也对其进行了大量研究。王晶晶[24]利用粉煤灰对粉砂土进行改良，试验表明，改良后的粉砂土水敏性得到有效改善的同时，粉砂土无侧限抗压强度和抗剪强度均得到明显提升，表明了粉煤灰对其改良的有效性。王丽霞[25]等利用石灰进行改性粉砂土，采用冻融循环方式对其进行不排水不固结的三轴试验，结果表明，掺入石灰后，粉砂土的最优含水率增加，最大干密度减小；随着石灰掺量的增加，粉砂土的粘聚力与内摩擦角逐渐增大，直至掺量达到8%时，粘聚力呈现下降趋势。得出石灰最佳掺量在6%~8%之间。杨晴雯[26]等研究钠羧甲基纤维素(M-CMC)改性粉砂土的水稳性及稳定机理，通过对不同掺量的改性土进行崩解试验、抗剪强度试验及微观测试等进行探讨可行性。结果表明，随着M-CMC掺量的增加，崩解速率逐渐增大，当掺量达到0.9%时，试样无崩解处于完好状态，其渗透性、基质吸力和抗剪强度也随着掺量的增加而增大。刘金辉[27]等以银川地区粉砂土为研究对象，对其添加水泥和镁渣进行固化，并通过三轴剪切试验研究其固化效果。结果表明，水泥和镁渣复合掺入使得改性土的粘聚力得到明显提升，但试样变形由柔性变形逐渐发展为脆性变形。陈辉星[28]和张恒东[29]针对掺入固化剂粉煤

中原工学院硕士学位论文91.4.2技术路线本文通过对石灰—偏高岭土改良土开展一系列室内试验，从击实特性、轴向应力—应变关系曲线、力学强度特性以及微观机制4个方面阐述改良土力学性能变化规律，并与水硬性石灰改性材料进行对比分析。图1.3为技术路线图。图1.3技术路线图


本文编号：3088532