纤维加筋石灰改良膨胀土工程性质试验研究

发布时间：2019-07-31 18:14

【摘要】：为研究纤维加筋和石灰共同改良膨胀土作为路基填筑材料的工程性质,以宁淮高速公路淮安段膨胀土填料为研究对象,通过在天然膨胀土进行石灰砂化的基础上,加入不同比例的纤维,制备不同纤维掺量石灰土土样,分别进行有荷膨胀试验、无侧限抗压强度试验。结果表明,纤维加筋不仅可减小石灰土的膨胀性,还可以提高石灰土的无侧限抗压强度,并确定改良膨胀土中纤维的最佳掺量为0.2%。此外,对最佳纤维掺量的复合改良土进行直剪试验和干湿循环试验,结果表明纤维和土颗粒之间的摩擦力增大使得纤维石灰土的黏聚力c明显增大,且经过多次干湿循环后CBR值和强度指标不再随循环次数的增加而发生变化。综上研究表明,纤维加筋可有效改善石灰土的膨胀性和强度等工程性质,其中0.2%纤维掺量效果最显著。
【图文】：

纤维加筋石灰改良膨胀土工程性质试验研究

图1改良土线膨胀率与压力关系曲线(7d)Fig．1Ｒelationcurvesbetweenthelineexpansionrateandverticalpressure(7d)图2改良土胀缩总率随龄期变化曲线Fig．2Ｒelationcurvesbetweentheexpansionrateandcuringtimeofthefibre-limetreatedsoil生的压缩变形量逐渐变校比较2%石灰改良土和3种不同纤维加筋改良土的线膨胀率曲线，可看出纤维加筋后改良土的线膨胀率和膨胀力均减小，且随着纤维加筋率的增加而减校说明纤维对改良土的膨胀变形起到了约束作用，膨胀力有了明显的降低，同时随着加筋含量的增加，，这种约束作用越发明显，改良效果越好。主要是因为在土体发生膨胀变形时纤维和土体的界面产生切应力，抑制土体的进一步膨胀，同时纤维和土体之间界面的摩擦力抵消了一部分膨胀内力，从而使土体不会完全通过膨胀量的增大来释放膨胀内力。但不是纤维掺量越多越好，其中存在1个最佳的纤维掺量。图中0．1%和0．2%纤维掺量的试样线膨胀率变化趋势很接近，说明纤维掺量超过0．2%时，对改良土膨胀力抑制效果很微小，改良效果就不明显。图2为不同纤维含量的改良土胀缩总率随龄期的变化曲线。由图可知，纤维含量越多，试样膨胀总率越小，主要是因为加筋试样随着纤维加筋率的增加，约束作用增强，膨胀变形减小;随着养护龄期增加，复合改良土膨胀性改善效果越明显，到28d龄期时膨胀率已基本稳定。《公路路基设计规范JT-GD30—2004》规定胀缩总率不超过0．7%。3种纤维加筋率的土样在养护14d龄期后胀缩总率均满足规范要求，均可以作为路堤填土。其中0．2%纤维掺量的改良土改善效果最显著。3．2无侧限抗压强度试验虽然生石灰改良膨胀土膨胀性效果很好，但石灰土强度仍较低［3－4］，故尝试用纤维加筋提高改良土强度。图3为加筋改良土

纤维加筋石灰改良膨胀土工程性质试验研究

图1改良土线膨胀率与压力关系曲线(7d)Fig．1Ｒelationcurvesbetweenthelineexpansionrateandverticalpressure(7d)图2改良土胀缩总率随龄期变化曲线Fig．2Ｒelationcurvesbetweentheexpansionrateandcuringtimeofthefibre-limetreatedsoil生的压缩变形量逐渐变校比较2%石灰改良土和3种不同纤维加筋改良土的线膨胀率曲线，可看出纤维加筋后改良土的线膨胀率和膨胀力均减小，且随着纤维加筋率的增加而减校说明纤维对改良土的膨胀变形起到了约束作用，膨胀力有了明显的降低，同时随着加筋含量的增加，这种约束作用越发明显，改良效果越好。主要是因为在土体发生膨胀变形时纤维和土体的界面产生切应力，抑制土体的进一步膨胀，同时纤维和土体之间界面的摩擦力抵消了一部分膨胀内力，从而使土体不会完全通过膨胀量的增大来释放膨胀内力。但不是纤维掺量越多越好，其中存在1个最佳的纤维掺量。图中0．1%和0．2%纤维掺量的试样线膨胀率变化趋势很接近，说明纤维掺量超过0．2%时，对改良土膨胀力抑制效果很微小，改良效果就不明显。图2为不同纤维含量的改良土胀缩总率随龄期的变化曲线。由图可知，纤维含量越多，试样膨胀总率越小，主要是因为加筋试样随着纤维加筋率的增加，约束作用增强，膨胀变形减小;随着养护龄期增加，复合改良土膨胀性改善效果越明显，到28d龄期时膨胀率已基本稳定。《公路路基设计规范JT-GD30—2004》规定胀缩总率不超过0．7%。3种纤维加筋率的土样在养护14d龄期后胀缩总率均满足规范要求，均可以作为路堤填土。其中0．2%纤维掺量的改良土改善效果最显著。3．2无侧限抗压强度试验虽然生石灰改良膨胀土膨胀性效果很好，但石灰土强度仍较低［3－4］，故尝试用纤维加筋提高改良土强度。图3为加筋改良土
【作者单位】：河海大学岩土工程科学研究所;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室;交通运输部天津水运工程科学研究院;
【基金】：教育部博士点基金资助项目(20100094110002)
【分类号】：U412.22;U416.1

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