黄泛区粉土改良及土体界面摩擦特性研究

发布时间：2020-09-25 16:01

　　豫东地区地处黄泛区,在工程建设中粉土路基的处理是亟待解决的工程难题,由于传统的土体改良剂会对环境造成一定的影响,新型土体改良剂的探索会对粉土路基的处理起到一定的帮助。FRP(纤维增强复合材料)由于抗拉强度较高、耐腐蚀性好,目前已逐步的应用于上部结构与桩基的加固补强等领域,但关于FRP材料和土体之间界面摩擦特性尚缺乏研究。本文利用木质素磺酸钙对豫东地区的黄泛区粉土进行改良研究,为该技术在本地区的应用推广提供一定的依据。通过室内直剪摩擦试验对GFRP布与土体的界面摩擦特性开展研究,为这种材料在工程中的应用提供合适的参数。主要的研究内容如下:(1)对黄泛区粉土以及木质素磺酸钙改良土的动力特性开展试验研究,通过动三轴试验研究了土体的压实度和围压对黄泛区粉土动强度的影响,不同的掺量和养护龄期对改良土动强度和动剪切模量的影响。研究结果表明木质素磺酸钙对提高豫东地区粉土的动力特性有一定的帮助,当掺量为5%左右时改良效果最佳。(2)通过击实试验、无侧限抗压强度试验对木质素磺酸钙改良土的强度进行了研究,分析了不同的掺量和养护龄期对改良土强度的影响。试验结果表明改良土的最大干密度随着木质素磺酸钙掺量的增大先增大后降低,最优含水率逐渐降低。改良土的无侧限抗压强度随着掺量的增长表现出先增大后降低的规律、随着养护龄期的增大,改良土的强度逐渐增长。在木质素磺酸钙掺量为5%左右、较长的养护龄期下强度提高较明显。(3)利用砼快速冻融循环试验机对不同木质素磺酸钙掺量下的改良土试件进行了冻融循环试验,分析了掺量和冻融循环次数对木质素改良土耐久性能的影响。试验结果表明随着冻融循环次数的增加,粉土和改良土的强度都会逐渐降低;在相同的冻融循环次数下,改良土强度降低的幅度要略低于素土,说明合适的木质素磺酸钙掺量对改善土体的耐久性能有一定的效果。(4)利用TZY-1型土工合成材料综合测定仪对黄泛区粉土-GFRP布的界面摩擦特性开展了试验研究,分析了含水率、压实度、法向应力对其界面摩擦系数的影响。研究结果表明两者的界面摩擦系数随着压实度的增大而增大,随着法向应力的增大而减小;土体的含水率位于最佳含水率附近时界面摩擦系数最大,超过最佳含水率后会下降。
【学位单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U416.1
【部分图文】：

示意图,黄泛区,地理位置,示意图

”规划的开展，我国的经济水平持续增长，国家持续统计截止到 2017 年末我国公路总里程已经达到 47不同地区的土质条件会存在一定的差异，在工程建接作为建筑物的地基或者公路路基使用。随着建设区的各项投资建设也在紧密开展。以河南开封为例目的不断推进，其基础设施建设也在快速开展。开在交通工程的建设中粉土路基比较常见，黄泛区粉和黏粒三种，细粒含量达到 50%以上，由于粉粒在颗粒级配差，且颗粒磨圆度较高，故在施工时难以湿后易流动液化及土体内部毛细水上升高度较大等范》的相关规定，在用粉土进行路堤的填筑时，必此对黄泛区粉土进行一定的处理，对土体的工程特定的参考价值。

动三轴仪

14图 2-4 GDS 动三轴仪图 2-4 中的围压控制器主要作用是调节压力室内围压的大小，通过将控制器中的水注入压力室来实现围压的施加；反压控制器一般用于反压饱和，其压力室内的出水口与试件上部的透水石接触，通过向试件内部加压注水使土孔隙中的气体溶于水中，从而使试件达到饱和状态。将试件安装好后，压力室要封闭完好并通过注水排除其内部的空气。该仪器的操作主要通过 GDSLAB 软件来完成，可以通过仪器来控制围压和反压的大小、试验工况的设置、数据的采集和记录等工作。该仪器围压和反压能够施加的最大值为2000kPa，轴向力最大值为 10kN，振动频率的范围为 0～5Hz

木质素磺酸钙

木质素磺酸钙是蒸煮制浆的废液经过干燥制成的，是一种具有特殊芳香气味的末，木质素含量为 60%～65%，其本质是高分子聚合物阴离子表面活性剂。木具有较强的水溶性，其水溶液呈褐色至黑色的液体，表现为较强的黏性[78]，溶随着木质素含量的增大而增大。其粉末状及水溶液如图 2-5 所示。

【参考文献】