石灰稳定黄土强度特性试验研究

发布时间：2020-05-24 05:56

【摘要】：黄土在我国分布广范,因其典型的湿陷性,在我国是一种普遍存在问题的土体。石灰稳定黄土广泛用于路面基层和地基处理中,但其强度特性的系统化研究开展较少。本文基于无侧限抗压强度试验和三轴压缩试验研究了石灰含量、孔隙率和养护时间对石灰稳定黄土无侧限抗压强度及抗剪强度的影响,并通过SEM研究不同龄期石灰稳定黄土微观结构的变化。具体研究结果如下:由无侧限抗压强度试验可知,养护时间对石灰稳定黄土的无侧限抗压强度有显著影响,对于密实度相同,养护时间小于等于7天的石灰稳定黄土,随石灰含量的增加,其无侧限抗压强度先增大后减小;当养护时间大于等于28天时,其无侧限抗压强度随石灰含量的增加而增大且强度增长速率随龄期快速增长;对石灰含量相同的稳定黄土,随着空隙率的减小,其无侧限抗压强度呈近似线性增长的规律;最后通过对试验数据的分析及回归拟合,建立了石灰稳定黄土无侧限抗压强度与石灰含量、孔隙率及养护时间之间的函数关系,可为石灰稳定黄土的设计及施工提供参考。由三轴压缩试验可知,对于石灰稳定黄土,当黄土类别给定时,其内摩擦角与石灰含量、孔隙率及养护时间相互独立;对于密实度相同,养护时间为7天的石灰稳定黄土,其粘聚力随石灰含量的增大先增大然后轻微减小;当养护时间大于等于28天时,粘聚力随石灰含量的增大而增大且粘聚力的增长速率随龄期快速增加,并通过线性回归建立了粘聚力和石灰含量在各个龄期的线性函数关系;当石灰含量相同时,石灰稳定黄土的粘聚力随孔隙率的减小呈线性增大的趋势,并建立了石灰稳定黄土在各个龄期的粘聚力和孔隙率的线性函数关系;最后通过对试验数据的分析及回归拟合,建立了石灰稳定黄土的粘聚力与石灰含量、孔隙率及养护时间之间的函数关系。SEM照片表明,石灰稳定黄土在养护初期,主要发生了阳离子交换作用和结晶作用,表现为土颗粒表面水膜厚度的减小、土颗粒的团聚及少量胶凝材料的生成,并且在部分土颗粒及团聚体表面长出棒状及纤维状结构;在养护后期,石灰稳定黄土内部主要发生了一系列火山灰作用和碳酸化作用,表现为胶凝材料的硬化和坚硬结晶体的生成,从而提高了石灰稳定黄土的密实度和整体性。
【图文】：

第1章 绪论题依据及研究意义在世界上分布广范，约占全球陆地面积的 10%[1, 2]，如图 1.1。黄土在我国连续、地层发育完整、厚度大而著称，它主要分布于东经 100°54′至 11443′至 41°16′，即西北及华北一带的黄土高原和华北平原以及黄河中部地区区，包括陕西、陕西、宁夏、甘肃、青海等五个省区的 220 多个县市，其为 630000km2，约占我国国土面积的 7%[3, 4]，如图 1.2、1.3，其厚度变化数十米，黄土高原甚至可达 150m 以上。黄土在物理及力学特性上与其它不同。就物理特性来说，典型的非层状，含有大量的角状淤泥颗粒和碳浅黄色；在力学特性方面，黄土易碎，粘结性稍强，在浸水或失去原有水沉和开裂状况，即湿陷性[5]。黄土由于湿陷性、腐蚀性及易碎性等诸多不给我国建设工程带来很多严峻的问题，如滑坡，地面开裂及地基沉陷等[对当地人类的生命和财产安全造成巨大的威胁，，严重制约着城市和经济的-16]。

图 1.2 我国黄土分布示意图 图 1.3 我国黄土分布示意图近年来，我国黄土高原上开展了大量的岩土工程项目，因此黄土不可避免的被用作建筑材料，而黄土又是一种典型的湿陷性土体，它浸水后在自重应力或者自重应力与上部建筑物附加应力的共同作用下，结构会迅速破坏瓦解，导致地基沉陷、地面开裂，滑坡等工程问题，如图 1.4。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U416.1

【参考文献】

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本文编号：2678559