朱春鳳 艾化學(xué) 田 偉 金玉杰 上官云龍 羅輝金

1吉林建筑大學(xué)土木工程學(xué)院（130118）2吉林建筑大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院（130118）

0 引言

由于風(fēng)積沙的不良的特性，考慮到風(fēng)積沙地區(qū)的道路工程以及建筑工程的發(fā)展，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)風(fēng)積沙改良的研究逐漸增多。涌現(xiàn)了各種改良風(fēng)積沙的方式，改良效果明顯。吳景芳通過(guò)紅黏土改良風(fēng)積沙，根據(jù)試驗(yàn)研究表明隨著紅黏土摻量的增大，風(fēng)積沙的液塑限及最大干密度隨之增大[1]張向東等通過(guò)研究風(fēng)積沙摻入水泥后在負(fù)溫條件下的動(dòng)力性能與流變特性得出隨著加載次數(shù)的增大風(fēng)積沙改良土的動(dòng)彈性模量降低，且溫度越高，動(dòng)彈性模量衰減越慢[2]。Horpibulsuk等通過(guò)試驗(yàn)研究水泥土的抗剪強(qiáng)度和特定齡期與水灰比之間的關(guān)系，并通過(guò)數(shù)據(jù)分析提出相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式[3]。嚴(yán)偉等還通過(guò)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究在不同養(yǎng)護(hù)溫度下對(duì)水泥改良風(fēng)積沙的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明在相同濕度條件下，隨著養(yǎng)護(hù)溫度的升高，水泥改良風(fēng)積沙的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度近似成線性降低，強(qiáng)度損失率隨著養(yǎng)護(hù)溫度的升高而升高[4]。為季凍區(qū)風(fēng)積沙改良土工程設(shè)計(jì)及施工提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)研究

本試驗(yàn)采用的水泥為425標(biāo)號(hào)水泥，3d的抗壓強(qiáng)度為29MPa,28d抗壓強(qiáng)度為65MPa。黏土為吉林地區(qū)黏土，最佳含水率為25.8%，最大干密度為1.60g·cm3。風(fēng)積沙基本物理性能指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 風(fēng)積沙基本指標(biāo)

2 水泥和黏土改良風(fēng)積沙試驗(yàn)

1)根據(jù)文獻(xiàn)資料及相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，本研究中風(fēng)積沙、水泥、黏土具體摻配比例及通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)測(cè)得的最優(yōu)含水率和最大干密度見(jiàn)表2。

表2 最佳含水率和最大干密度

由表2可以看出，在黏土摻量為10%時(shí)，隨著水泥摻量的增加，改良土的最大干密度隨之增大，相比于素土，不同配合比的改良土的最優(yōu)含水率基本降低，最大干密度增加，這表明，相比于素土風(fēng)積沙，不同配合比的改良土的擊實(shí)效果均得到改善。

2)靜三軸試驗(yàn)。不同配比的風(fēng)積沙改良土的剪切峰值強(qiáng)度如圖1所示。

圖1 養(yǎng)護(hù)7d剪切峰值

由圖1可知，在摻量一定的情況下，隨著圍壓的增大，剪切峰值強(qiáng)度隨之增大，風(fēng)積沙素土30kPa、60kPa、90kPa圍壓下剪切峰值強(qiáng)度為64.53kPa、103.8kPa、127kPa，風(fēng)積沙改良土的剪切峰值均大于素土。在黏土摻量為10%時(shí)，隨著水泥摻量的增加，剪切峰值強(qiáng)度也隨之增加，在黏土摻量10%時(shí)，隨著水泥摻量的增加，剪切峰值強(qiáng)度增長(zhǎng)率在隨之降低。剪切峰值強(qiáng)度增加的原因分析為由于黏土的摻入使其自身的黏性特性將風(fēng)積沙黏結(jié)在一起，增強(qiáng)了風(fēng)積沙的剪切峰值強(qiáng)度，水泥能夠增大風(fēng)積沙剪切峰值強(qiáng)度的原因?yàn)樗喟l(fā)生水化反應(yīng)生成一種凝膠體，水化反應(yīng)的進(jìn)行有效地黏結(jié)了各種骨料,使其牢固地結(jié)合為一個(gè)整體[5]。剪切峰值強(qiáng)度的增長(zhǎng)率在逐漸降低的原因分析為過(guò)多的摻入水泥，使得水泥不能全部發(fā)生水化反應(yīng)，使得一部分未發(fā)生水化反應(yīng)的水泥發(fā)生結(jié)團(tuán)凝聚現(xiàn)象，導(dǎo)致剪切峰值強(qiáng)度增長(zhǎng)率降低。

由圖2可以看出，在黏土摻量為10%時(shí)，隨著水泥摻量的增加，風(fēng)積沙改良土的黏聚力和內(nèi)摩擦角普遍也在隨之增大，素土的黏聚力為12.40kPa,內(nèi)摩擦角為20.12°，均普遍低于風(fēng)積沙改良土。在黏土摻量為10%時(shí)，隨著水泥摻量的增加，黏聚力的增長(zhǎng)率出現(xiàn)普遍減小的趨勢(shì)。

圖2 養(yǎng)護(hù)7d黏聚力及內(nèi)摩擦角

3 結(jié)論

1）養(yǎng)護(hù)對(duì)于水泥和黏土的改良具有積極意義，水泥和黏土的固化作用及改善黏聚力效果顯著，風(fēng)積沙改良土的剪切峰值強(qiáng)度得到明顯提升。風(fēng)積沙改良土的剪切峰值強(qiáng)度增長(zhǎng)率隨著水泥摻量的增大而逐漸降低。

2）隨著水泥摻量的增加，風(fēng)積沙的最大干密度隨之增大，在一定程度上改善了風(fēng)積沙的擊實(shí)效果，其易松散、不易成型的特性得到改善。隨著水泥摻量的增加，風(fēng)積沙改良土的黏聚力增長(zhǎng)率呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，且水泥摻量為2.5%時(shí)，風(fēng)積沙改良土的黏聚力增長(zhǎng)率最快。