国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

機(jī)制砂和水玻璃改良弱膨脹土抗壓和抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)研究

2022-05-14 22:06付相深王齊楊振北李賢汪時(shí)機(jī)
土木建筑與環(huán)境工程 2022年4期
關(guān)鍵詞:膨脹土抗壓強(qiáng)度

付相深 王齊 楊振北 李賢 汪時(shí)機(jī)

摘 要:廣西地區(qū)膨脹土分布廣泛,在工程中危害較大,常常需要對(duì)其進(jìn)行改良處治。選用機(jī)制砂和水玻璃為改良劑,在兩者單獨(dú)摻入和復(fù)合摻入的情況下對(duì)廣西南寧地區(qū)膨脹土進(jìn)行改良,并通過無側(cè)限抗壓試驗(yàn)和直剪試驗(yàn)對(duì)該膨脹土強(qiáng)度及剛度進(jìn)行測定,結(jié)果表明:機(jī)制砂和水玻璃均能提高該膨脹土的強(qiáng)度和剛度,且強(qiáng)度及剛度均隨著摻量的增加而先增大后減小,復(fù)合摻入的情況下機(jī)制砂會(huì)降低水玻璃的改良效果。水玻璃最佳摻量為1%,機(jī)制砂最佳摻量為10%。進(jìn)一步用不同粒徑的機(jī)制砂對(duì)膨脹土進(jìn)行改良發(fā)現(xiàn),為提高該膨脹土的強(qiáng)度,摻入機(jī)制砂的粒徑不宜大于0.5 mm。研究結(jié)果驗(yàn)證了利用水玻璃改良膨脹土和機(jī)制砂代替天然風(fēng)化砂改良膨脹土的有效性。

關(guān)鍵詞:膨脹土;機(jī)制砂;水玻璃;抗壓強(qiáng)度;抗剪強(qiáng)度

中圖分類號(hào):TU443;U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):2096-6717(2022)04-0060-08

Experimental analysis of effect of manufactured sand and water glass on unconfined compressive strength and shear strength of weak expansive soil

FU Xiangshen, WANG Qi, YANG Zhenbei, LI Xian, WANG Shiji

(College of Engineering and Technology, Southwest University, Chongqing 400715, P. R. China)

Abstract: In Guangxi province, the expansive soil is widely distributed, and the damage to the project is relatively great. It is essential to improve it. Using manufactured sand and water glass as modifiers, in this study, the expansive soil in Nanning, Guangxi was improved under the condition of mixing them separately or in combination. The strength and stiffness of the expansive soil were measured by unconfined compression test and direct shear test. It was found that both manufactured sand and water glass can improve the strength and rigidity of the expansive soil, and both the strength and rigidity first increase and then decrease with increments of the manufactured sand and water glass amount. The manufactured sand will reduce the improvement effect of water glass in the case of compound mixing. The optimum addition amount of water glass is 1%, the optimum addition amount of manufactured sand is 10%. The expansive soil was further improved with manufactured sand of different particle sizes, and it was found that in order to improve the strength of the expansive soil, the particle size of the manufactured sand should not be greater than 0.5 mm. This study verifies the effectiveness of water glass modified expansive soil and manufactured sand instead of natural weathered sand to improve expansive soil, which can provide a reference for future improvement of expansive soil.

Keywords:expansive soil; manufactured sand; water glass; compressive strength; shear strength

膨脹土是一種遇水膨脹、失水收縮的高液限黏土,在中國乃至全世界的分布均十分廣泛。因其兼具多裂縫性和超固結(jié)性,對(duì)環(huán)境的濕熱變化敏感,裂縫寬度隨季節(jié)變化,工程性質(zhì)極不穩(wěn)定[1],對(duì)路基、壩基和邊坡等建設(shè)工程的危害較大[2-3],中國每年因此產(chǎn)生的工程危害經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)百億美元以上[4-5]。近年來,相關(guān)學(xué)者就膨脹土的改良方法開展了大量試驗(yàn)和研究工作,包括應(yīng)用物理、化學(xué)方法[6]、生物技術(shù)和固體廢棄物等[7-8]進(jìn)行改良處治,如沈泰宇等[9]、Ali等[10]通過室內(nèi)土工試驗(yàn)研究了纖維類材料改良膨脹土的可行性和效果;Sami等[11]、Mujtaba等[12]利用硅粉、石灰、高爐礦渣改善膨脹土的工程特性。楊俊等[13]、莊心善等[14]通過試驗(yàn)研究了摻入風(fēng)化砂后膨脹土的一系列工程特性參數(shù)的變化;曾娟娟等[15]、陳永青等[16]通過一系列一維固結(jié)試驗(yàn)及三軸剪切試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),生物酶能有效地改善膨脹土的壓縮性,提高改良膨脹土的力學(xué)性能;He等[17]研制了一種液體離子土壤穩(wěn)定劑,用于控制膨脹土的膨脹和收縮行為,能夠有效抑制膨脹土脹縮變形并提高其強(qiáng)度。雖然目前膨脹土改良的技術(shù)已得以發(fā)展,但經(jīng)濟(jì)、高效且便捷的改良技術(shù)和方案仍有待進(jìn)一步深入和探究。

水玻璃(硅酸鈉的水溶液)具有黏結(jié)力強(qiáng)、價(jià)格低廉、膠凝時(shí)間短等特點(diǎn),對(duì)黏土礦物具有改性作用[18-19],水玻璃對(duì)膨脹土的改性作用有一定的研究價(jià)值?;谠谂蛎浲林邪枞腼L(fēng)化砂可以改善土體顆粒級(jí)配、增大孔隙率及土顆粒之間摩擦力的物理原理,“摻砂法”能夠起到降低膨脹率并提高抗剪強(qiáng)度的作用[13],但露天開采風(fēng)化砂往往伴隨著生態(tài)環(huán)境問題[20],部分地區(qū)對(duì)露天礦的采動(dòng)還具有災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)[21]。另外,由于過度開采,天然砂日益匱乏,為節(jié)約成本,縮短工期,工程建設(shè)中機(jī)制砂正在逐步替代天然砂。對(duì)此,用機(jī)制砂替代天然風(fēng)化砂對(duì)膨脹土進(jìn)行改良就具有一定的研究價(jià)值。在路基、基坑等工程中,無側(cè)限抗壓強(qiáng)度是一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo),能準(zhǔn)確地反映土的強(qiáng)度特性。筆者以無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為主要試驗(yàn)指標(biāo),探究機(jī)制砂和水玻璃在單獨(dú)作用和復(fù)合作用下膨脹土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的變化,并通過試驗(yàn)研究了摻砂粒徑對(duì)改良土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律。

1 試驗(yàn)材料

1.1 膨脹土

試驗(yàn)用膨脹土取自廣西南寧市邕武路某路段,該路段處于坡度平緩的丘陵地帶,取土深度為地表以下2~3 m。土樣呈黃褐色,由泥灰?guī)r的風(fēng)化殘積物形成,黏土礦物成分主要為伊利石,含量超過70%。測試得到試驗(yàn)用土的相關(guān)物理性質(zhì):天然重度19.6 kN/m3,天然含水率15.34%,孔隙比0.88,塑限27.85%,液限52.45%,塑性指數(shù)25,自由膨脹率42%。根據(jù)《膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范》(GB 50112—2013)[22],該膨脹土成因類型為A類,綜合判定為弱~中等膨脹土。

1.2 機(jī)制砂

試驗(yàn)用砂是由SiO2>96%的天然石英質(zhì)海砂經(jīng)過加工得到的,濕含量小于0.2%,燒失量小于0.4%。其相關(guān)物理性質(zhì)見表1。

1.3 水玻璃

為便于控制,試驗(yàn)中試樣的含水率一致,試驗(yàn)采用山東優(yōu)索化工科技有限公司生產(chǎn)的零水硅酸鈉(Na2SiO3),模數(shù)為1.4,規(guī)格為分析純,白色粉狀固體,常溫下易溶于水。試驗(yàn)中將其溶于水而得到的溶液即為水玻璃。

2 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

2.1 機(jī)制砂和水玻璃對(duì)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響

取膨脹土樣風(fēng)干碾碎后過2 mm的標(biāo)準(zhǔn)篩,再放入110 ℃烘箱烘干至恒溫后取出,用于制樣。為探究機(jī)制砂和水玻璃在單一作用和復(fù)合作用下對(duì)試樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響,分別取硅酸鈉摻量為0.0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.5%,砂的摻量為0.0%、5.0%、10.0%、15.0%、20.0%(摻量為機(jī)制砂或硅酸鈉的質(zhì)量占試樣干重的比例)進(jìn)行交叉試驗(yàn)。為最大程度接近現(xiàn)場實(shí)際情況,試驗(yàn)制備的試樣含水率均取為15%(接近試驗(yàn)用土的天然含水率),干密度取天然干密度1.65 g/cm3,便于制樣和觀察比較。試樣為直徑38.1 mm,高80 mm的圓柱體試樣,試驗(yàn)按照《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50123—1999)[23]進(jìn)行,采用YSH-2型應(yīng)變控制式無側(cè)限抗壓強(qiáng)度儀,軸向速率為1 mm/min,每種摻量下的改良土做3組平行試樣,取平均值為最終試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

以硅酸鈉摻量為橫坐標(biāo),試樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為縱坐標(biāo),得到的交叉試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。由試驗(yàn)結(jié)果可見,分別單獨(dú)摻入機(jī)制砂和水玻璃時(shí),強(qiáng)度均隨著摻量的增加而先增大后減小。機(jī)制砂摻量為10%時(shí),試樣強(qiáng)度最高,與楊俊等[13]利用風(fēng)化砂改良膨脹土的研究結(jié)果相同,水玻璃(硅酸鈉)摻量為1.0%時(shí),試樣強(qiáng)度最高。復(fù)合摻入時(shí),機(jī)制砂降低了水玻璃的改良效果。

圖2(a)、(b)分別是通過上述無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)得出的在單獨(dú)摻入機(jī)制砂和水玻璃時(shí)試樣破壞的應(yīng)力應(yīng)變曲線,由圖2可以看出,分別摻入機(jī)制砂和水玻璃時(shí),試樣剛度較素土均有所提高(剛度可用應(yīng)力應(yīng)變曲線上升段斜率定性表征),且提高幅度均隨摻量的增加而先增大后減小,后者提高效果明顯優(yōu)于前者。摻砂量為10%時(shí),試樣剛度最大,但摻砂量達(dá)到20%時(shí),剛度低于素土。摻入水玻璃時(shí),剛度均高于素土,摻量為1.0%時(shí),試樣剛度最大。

2.2 摻砂粒徑范圍對(duì)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響

為探究摻入砂的粒徑范圍對(duì)試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律,將試驗(yàn)用的機(jī)制砂依次過2、1、0.5 mm的標(biāo)準(zhǔn)篩,得到粒徑分別為≤0.5 mm、0.5~1.0 mm、1.0~2.0 mm的砂。由表2可得,單獨(dú)摻入機(jī)制砂時(shí),當(dāng)摻量為10%時(shí),無側(cè)限抗壓強(qiáng)度最大,因此,在控制摻砂量為10%的情況下,改變摻入砂的粒徑大小,觀測試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的變化規(guī)律。試樣含水率及干密度同上一試驗(yàn),制樣方法及試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)也同上一試驗(yàn)。得到的試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

3 直剪試驗(yàn)

為進(jìn)一步探究兩種方法在有側(cè)限壓力情況下對(duì)土樣抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的影響,對(duì)摻砂10%、摻水玻璃1.0%以及兩者復(fù)合作用下的膨脹土開展直剪試驗(yàn),含水率和干密度與前述試驗(yàn)保持一致,得到不同垂直壓力σ下的抗剪強(qiáng)度τf,擬合出的τf-σ關(guān)系曲線和公式如圖4所示,得到的莫爾庫倫抗剪強(qiáng)度指標(biāo)見表3。

由圖4和表3可以得到,摻入機(jī)制砂(10%)后土樣黏聚力減少了8.7%,但內(nèi)摩擦角增大了5.4°,摻入水玻璃(1.0%)后,黏聚力增大了41%,內(nèi)摩擦角增大了2.9°,兩者復(fù)合作用下,土樣黏聚力增大了10.4%,內(nèi)摩擦角增大了3.0°。機(jī)制砂主要通過改變土體的內(nèi)摩擦角而影響抗剪強(qiáng)度,水玻璃主要通過改變土體的黏聚力而影響抗剪強(qiáng)度。相比機(jī)制砂單獨(dú)作用及兩者復(fù)合作用,水玻璃單獨(dú)作用對(duì)抗剪強(qiáng)度的提高作用更明顯。

4 自由膨脹率試驗(yàn)

為進(jìn)一步驗(yàn)證兩種方法對(duì)該膨脹土膨脹特性的影響,分別用摻量為10%的機(jī)制砂(粒徑≤0.5 mm)和摻量為1%的硅酸鈉(水玻璃)對(duì)該膨脹土進(jìn)行改良,觀測改良前后的自由膨脹率。試樣制備方法為:選取具有代表性的風(fēng)干膨脹土樣過0.5 mm標(biāo)準(zhǔn)篩,在110 ℃電熱鼓風(fēng)干燥箱(精度0.1 ℃)內(nèi)烘干。取3份烘干土樣,每份100 g,調(diào)整含水率至15%(接近天然含水率),一份為素土試樣,其余兩份分別摻入10%的機(jī)制砂(粒徑≤0.5 mm)和1%的硅酸鈉攪拌均勻,將試樣用密封袋密封,放入保濕缸中靜置24 h后取出,觀測自由膨脹率δef,試驗(yàn)按照《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》[23]進(jìn)行,每組土樣進(jìn)行 3次平行試驗(yàn),3次結(jié)果相對(duì)誤差控制在1%以內(nèi)。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

結(jié)果顯示,兩種改良方法均能降低膨脹土自由膨脹率,改良后的土樣膨脹性體現(xiàn)為非膨脹土(δef<40%)。

5 結(jié)果分析

1)單獨(dú)摻入機(jī)制砂時(shí),由表2和圖3可得,試樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和剛度隨著摻量的增加先增大后減小,當(dāng)摻量為10%時(shí),無側(cè)限抗壓強(qiáng)度最大,摻量超過10%時(shí)開始降低,當(dāng)摻量為15%時(shí),低于素土試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。結(jié)合莊心善等[24]對(duì)風(fēng)化砂改良膨脹土強(qiáng)度特性的研究進(jìn)行分析,當(dāng)摻量較小時(shí),機(jī)制砂的摻入改變了試樣的顆粒級(jí)配,密實(shí)度提高,增加了試樣中粗顆粒的含量和硬度,同時(shí),還增加了試樣中顆粒與顆粒間的摩擦力以及砂粒與土之間的膠結(jié)咬合,強(qiáng)度和剛度增加,但隨著摻量的增加,試樣中膨脹土的含量減少,孔隙率增加,密實(shí)度降低,試樣的黏聚力不斷減小,強(qiáng)度和剛度逐漸降低,當(dāng)摻砂量達(dá)到15%時(shí),強(qiáng)度和剛度均低于素土試樣。

2)控制摻砂量為最佳摻量10%,改變砂的粒徑范圍,圖3所示結(jié)果表明,摻砂粒徑小于0.5 mm時(shí),相比表2(未控制摻砂粒徑),無側(cè)限抗壓強(qiáng)度大幅度提高,由圖4和表3可得,此改性作用下土樣的內(nèi)摩擦角顯著提高,抗剪強(qiáng)度也相應(yīng)提高。摻砂粒徑大于0.5 mm時(shí),試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度小于素土試樣。將圖3中不同摻砂粒徑下的試樣分別編號(hào)為1#、2#、3#、4#,1#~4#試樣破壞后的裂隙截面見圖5。如前面所分析,摻砂可以提高顆粒間的膠結(jié)力和摩擦力,所以,2#比1#(素土)更密實(shí),裂隙截面更粗糙,強(qiáng)度也更高。而隨著摻砂粒徑的增加,與2#試樣相比,3#、4#試樣孔隙增多,密實(shí)度降低,4#試樣比1#試樣更松散。由此可見,隨著摻砂粒徑變大,顆粒之間的骨架間隙增大,導(dǎo)致黏聚力的減小超過顆粒間摩擦力的增加,試樣的強(qiáng)度降低,且低于摻砂前的強(qiáng)度。

3)由圖1和圖2可得,單獨(dú)摻入水玻璃時(shí),試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和剛度隨著硅酸鈉摻量的增加先增大后減小,且強(qiáng)度提高的效果明顯比摻砂改良要好,當(dāng)摻量為1%時(shí),試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值。將不同水玻璃摻量下的改良試樣(單獨(dú)摻入)分別編號(hào)為5#、6#、7#、8#,5#~8#試樣破壞后的裂隙截面見圖6,定性觀察圖6中5#~8#試樣的裂隙截面,密實(shí)度6#>5#,6#>7#>8#,且相比圖5中1#試樣(素土), 5#~8#試樣密實(shí)度均有所提高,相應(yīng)地,強(qiáng)度和剛度也有相同規(guī)律。從微觀機(jī)理方面,水玻璃液體中存在硅酸鹽分子、離子化合物以及二硅酸鹽離子等,如Si(OH)4、SiO2-3、HSiO3-、HSi2O-5、 Si2O2-5和 Na+,同時(shí),也存在帶負(fù)電荷的硅酸膠體粒子,水玻璃中的陰離子如SiO2-3等易與膨脹土礦物中水化Ca2+發(fā)生靜電吸附,形成水合硅酸鈣凝膠,硅酸膠體和水合硅酸鈣凝膠吸附在顆粒表面,形成團(tuán)粒,提高了試樣密實(shí)度,同時(shí)也增強(qiáng)了土體顆粒之間的膠結(jié)。另一方面,王生新等[25]采用掃描電鏡(SEM)、X線衍射(XRD)和 X線光電子能譜(XPS)對(duì)常溫下不同密度水玻璃固化的黏土礦物進(jìn)行測試與分析,研究結(jié)果表明,硅酸鹽離子和硅酸膠粒在黏土礦物表面(如伊利石、蒙脫石)的晶層平面與端面存在復(fù)雜的吸附作用,形成了團(tuán)粒,具有很大表面能的團(tuán)粒進(jìn)一步失水縮聚,形成非晶質(zhì)硅酸鹽凝膠和晶質(zhì)黏土礦物共存的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)物,限制了黏土礦物的活性,固化了黏土礦物。而本試驗(yàn)所用廣西膨脹土黏土礦物成分主要為伊利石,含量超過70%,因此,水玻璃能夠?qū)υ撆蛎浲林械酿ね恋V物進(jìn)行一定程度的固化,從而提高膨脹土的強(qiáng)度和剛度。

隨著摻量的增加,試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度開始逐漸減小。一方面,由于水玻璃中硅酸鈉水解生成硅酸凝膠為水解反應(yīng)(可逆反應(yīng)),當(dāng)水解達(dá)到一定程度,隨著硅酸鈉的加入,不再生成硅酸凝膠。另一方面,已有研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)土體中孔隙溶液的濃度增大時(shí),土顆粒之間的排列及結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變[26-27],而土體的結(jié)構(gòu)對(duì)強(qiáng)度具有重要影響,隨著硅酸鈉摻量的增加,鹽溶液的濃度增加,改變了膨脹土的結(jié)構(gòu),使其從集聚狀變成絮凝狀,使得土體結(jié)構(gòu)變得疏松,降低了顆粒之間的作用[28-29],所以,試樣的密實(shí)度呈6#>7#>8#的規(guī)律,試樣的強(qiáng)度和剛度也逐漸降低。

4)當(dāng)水玻璃和機(jī)制砂復(fù)合改良時(shí),保持水玻璃摻量一定,表2所示的試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著機(jī)制砂的摻入,試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度逐漸降低,改良效果不如水玻璃單獨(dú)改良時(shí)的效果,當(dāng)砂的摻量達(dá)到15%時(shí),試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度低于素土試樣。這是由于,雖然單獨(dú)加入一定量的機(jī)制砂可以提高試樣的強(qiáng)度,但由表1可知,試驗(yàn)所用的機(jī)制砂粗粒含量較多(粒徑大于0.5 mm的顆粒占比超過70%),當(dāng)復(fù)合改良時(shí),相對(duì)于試樣中原來的土顆粒,粗砂顆粒比表面積降低,不僅降低了凝膠在土顆粒之間的黏結(jié)作用,還降低了試樣的密實(shí)性,從而導(dǎo)致機(jī)制砂的加入降低了水玻璃的改良效果。從圖4及表3可見,相比水玻璃單獨(dú)作用時(shí),兩者復(fù)合作用下土樣黏聚力的提高幅度有所降低,也進(jìn)一步說明機(jī)制砂的加入會(huì)降低凝膠在土顆粒之間的黏結(jié)作用。

5)由自由膨脹率試驗(yàn)結(jié)果可得,摻機(jī)制砂和摻水玻璃均能使該膨脹土的自由膨脹率降低,按照規(guī)范,改良后的土已不屬于膨脹土,進(jìn)一步驗(yàn)證了兩種膨脹土改良方法的可行性。兩種方法相比,水玻璃降低自由膨脹率的效果稍好,但具體的降低機(jī)理還有待進(jìn)一步的試驗(yàn)探究。

6 結(jié)論

1)機(jī)制砂替代天然風(fēng)化砂改良該弱膨脹土具有一定可行性,摻砂量為10%、摻砂粒徑小于0.5 mm的情況下,改良效果最好,無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可提高15.7%,剛度達(dá)到最大,內(nèi)摩擦角增大,抗剪強(qiáng)度提高。試驗(yàn)結(jié)果表明,若摻砂粒徑大于0.5 mm,會(huì)降低該膨脹土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。與風(fēng)化砂改良相比,機(jī)制砂材料供應(yīng)更方便,成本更低,可以為通過摻砂方法改良膨脹土的實(shí)際工程提供參考。在路基工程中,可按“素土攤平、含水率調(diào)整、路拌機(jī)拌合、碾壓整平、檢測驗(yàn)收”的原則設(shè)計(jì)施工工藝。

2)水玻璃(硅酸鈉溶液)摻入該弱膨脹土后,土體的剛度和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度均呈先增大后減小的趨勢(shì)。當(dāng)硅酸鈉的摻量為1%時(shí),無側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大,提高了52.4%,剛度達(dá)到最大,黏聚力提高了41%,抗剪強(qiáng)度較素土顯著提高,自由膨脹率由改良前的42%降低到20%,對(duì)該膨脹土的改良效果較好。與目前已有的其他復(fù)合改良方法相比,水玻璃改良配制簡單、施工便捷,更加經(jīng)濟(jì),實(shí)際應(yīng)用中可采用現(xiàn)場土壤分層噴灑的方法,針對(duì)不同地區(qū)的膨脹土改良,此方法的有效性還需進(jìn)一步的現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn):

[1] 余火忠, 楊慧之. 廣西上思地區(qū)膨脹土特性及抗滑技術(shù)研究[J]. 施工技術(shù), 2018, 47(Sup1): 252-254.

YU H Z, YANG H Z. Study on characteristics and anti-sliding technology of expansive soil in Shangsi area of Guangxi Province [J]. Construction Technology, 2018, 47(Sup1): 252-254. (in Chinese)

[2] PUPPALA A J, PEDARLA A. Innovative ground improvement techniques for expansive soils [J]. Innovative Infrastructure Solutions, 2017, 2(1): 1-15.

[3] NELSON E J, CHAO K C, NELSON J D, et al. Lessons learned from foundation and slab failures on expansive soils [J]. Journal of Performance of Constructed Facilities, 2017, 31(3): D4016007.

[4] 鄭健龍, 楊和平. 膨脹土處治理論、技術(shù)與實(shí)踐[M]. 北京: 人民交通出版社, 2004: 3-23.

ZHENG J L, YANG H P. Theory and practice of expansive soil treatment technology [M]. Beijing: China Communications Press, 2004: 3-23. (in Chinese)

[5] PUPPALA A J, PEDARLA A. Innovative ground improvement techniques for expansive soils [J]. Innovative Infrastructure Solutions, 2017, 2(1): 1-15.

[6] 冷挺, 唐朝生, 徐丹, 等. 膨脹土工程地質(zhì)特性研究進(jìn)展[J]. 工程地質(zhì)學(xué)報(bào), 2018, 26(1): 112-128.

LENG T, TANG C S, XU D, et al. Advance on the engineering geological characteristics of expansive soil [J]. Journal of Engineering Geology, 2018, 26(1): 112-128. (in Chinese)

[7] KHAZAEI J, MOAYEDI H. Soft expansive soil improvement by eco-friendly waste and quick lime [J]. Arabian Journal for Science and Engineering, 2019, 44(10): 8337-8346.

[8] SHAFIQU Q S M, HASAN S H. Improvement an expansive soil using polymethacrylate polymer [J]. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018, 454: 012138.

[9] 沈泰宇, 邢書香, 汪時(shí)機(jī), 等. 降低強(qiáng)膨脹土膨脹率提高抗剪強(qiáng)度的復(fù)合改良劑篩選[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2017, 33(2): 109-115.

SHEN T Y, XING S X, WANG S J, et al. Complex ameliorants screening for reducing swelling ratio and improving shear strength of strong expansive soil [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2017, 33(2): 109-115. (in Chinese)

[10] ALI M, AZIZ M, HAMZA M, et al. Engineering properties of expansive soil treated with polypropylene fibers [J]. Geomechanics and Engineering, 2020, 22(3): 227-236.

[11] SAMI A, RASHID I, BILAL M. Improvement in behaviour of expansive soil by adding lime and silica fume [J]. NED University Journal of Research, 2018, XV(3):101-110.

[12] MUJTABA H, AZIZ T, FAROOQ K, et al. Improvement in engineering properties of expansive soils using ground granulated blast furnace slag [J]. Journal of the Geological Society of India, 2018, 92(3): 357-362.

[13] 楊俊, 劉子豪, 張國棟, 等. 復(fù)合方法改良膨脹土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究[J]. 地下空間與工程學(xué)報(bào), 2016, 12(4): 1069-1076.

YANG J, LIU Z H, ZHANG G D, et al. Experimental research on unconfined compressive strength of expansive soil improved by composite method [J]. Chinese Journal of Underground Space and Engineering, 2016, 12(4): 1069-1076. (in Chinese)

[14] 莊心善, 王俊翔, 王康, 等. 風(fēng)化砂改良膨脹土的動(dòng)力特性研究[J]. 巖土力學(xué), 2018, 39(Sup2): 149-156.

ZHUANG X S, WANG J X, WANG K, et al. Experimental study on dynamic characteristics of expansive soil modified by weathered sand [J]. Rock and Soil Mechanics, 2018, 39(Sup2): 149-156. (in Chinese)

[15] 曾娟娟, 文暢平, 劉子健. 生物酶改良膨脹土的壓縮特性[J]. 土木建筑與環(huán)境工程, 2018, 40(3): 133-138.

ZENG J J, WEN C P, LIU Z J. Characteristics of compressibility of bio-enzyme expansive soil modified [J]. Journal of Civil,Architectural & Environmental Engineering, 2018, 40(3): 133-138. (in Chinese)

[16] 陳永青, 文暢平, 方炫強(qiáng). 生物酶改良膨脹土的修正殷宗澤模型[J]. 巖土力學(xué), 2019, 40(9): 3515-3523.

CHEN Y Q, WEN C P, FANG X Q. Modified Yin’s double-yield-surface model for bioenzyme-treated expansive soil [J]. Rock and Soil Mechanics, 2019, 40(9): 3515-3523. (in Chinese)

[17] HE S, YU X B, BANERJEE A, et al. Expansive soil treatment with liquid ionic soil stabilizer [J]. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2018, 2672(52): 185-194.

[18] 康靖宇, 王保田, 單熠博, 等. 水玻璃改良膨脹土的室內(nèi)試驗(yàn)研究[J]. 科學(xué)技術(shù)與工程, 2019, 19(5): 267-271.

KANG J Y, WANG B T, SHAN Y B, et al. Experimental study on the improvement of expansive soil by sodium silicate [J]. Science Technology and Engineering, 2019, 19(5): 267-271. (in Chinese)

[19] 鮑捷, 方祥位, 申春妮, 等. 電場作用下水玻璃改良膨脹土正交試驗(yàn)研究[J]. 地下空間與工程學(xué)報(bào), 2019, 15(6): 1630-1638.

BAO J, FANG X W, SHEN C N, et al. Orthogonal test study on the improvement of expansive soil by sodium silicate under electric field [J]. Chinese Journal of Underground Space and Engineering, 2019, 15(6): 1630-1638. (in Chinese)

[20] SOBCZYK W, KOWALSKA A, SOBCZYK E J. Impact assessment of sand and gravel deposits mining in Klaj on the natural environment of the Raba rivervalley [J]. Inzynieria Mineralna, 2016, 17(1): 241-248.

[21] 王磊. 海州露天礦采動(dòng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與對(duì)策研究[D]. 遼寧 阜新: 遼寧工程技術(shù)大學(xué), 2013.

WANG L. Risk assessment and countermeasure research of mining hazards in Haizhou open-pit [D]. Fuxin, Liaoning: Liaoning Technical University, 2013. (in Chinese)

[22] 膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范: GB 50112—2013[S]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2013.

Technical code for building in expansive soil regions: GB 50112-2013[S]. Beijing: China Architecture & Building Press, 2013. (in Chinese)

[23] 土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn): GB/T 50123—1999[S]. 北京: 中國計(jì)劃出版社, 1999.

Standard for soil test method: GB/T 50123—1999 [S]. Beijing: China Planning Press, 1999. (in Chinese)

[24] 莊心善, 王子翔. 風(fēng)化砂改良膨脹土無荷膨脹率及強(qiáng)度特性試驗(yàn)研究[J]. 公路, 2018, 63(9): 248-252.

ZHUANG X S, WANG Z X. Experimental study on non-load swelling rate and strength characteristics of expansive soil modified by weathered sand [J]. Highway, 2018, 63(9): 248-252. (in Chinese)

[25] 王生新, 呂擎峰, 王得楷, 等. 水玻璃固化黏土礦物的試驗(yàn)研究[J]. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2013, 44(7): 2656-2662.

WANG S X, LV Q F, WANG D K, et al. Experimental study of clay minerals solidified by sodium silicate [J]. Journal of Central South University (Science and Technology), 2013, 44(7): 2656-2662. (in Chinese)

[26] ARASAN S, YETIMOLU T. Effect of inorganic salt solutions on the consistency limits of two clays [J]. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, 2008, 32(2): 107-115.

[27] 蔡晉晉,葉為民,宛志緩,等.弱堿性溶液對(duì)膨潤土性能的影響試驗(yàn)研究[J]. 工程地質(zhì)學(xué)報(bào), 2012, 20(Sup1): 143-147.

CAI J J, YE W M, WAN Z W, et al. Experimental study on the effect of weakly alkaline solution on the properties of bentonite [J]. Journal of Engineering Geology, 2012, 20 (Sup1): 143-147. (in Chinese)

[28] 于海浩, 孫德安. 不同溶液下弱膨脹土的抗剪強(qiáng)度研究[J]. 地下空間與工程學(xué)報(bào), 2019, 15(2):423-427,451.

YU H H, SUN D A. Shear strength of weakly expansive soils in different solution [J]. Chinese Journal of Underground Space and Engineering, 2019, 15(2):423-427,451.(in Chinese)

[29] 姚傳芹, 韋昌富, 馬田田, 等. 孔隙溶液對(duì)膨脹土力學(xué)性質(zhì)影響[J]. 巖土力學(xué), 2017, 38(Sup2): 116-122.

YAO C Q, WEI C F, MA T T, et al. Effects of pore solution on mechanical properties of expansive soil [J]. Rock and Soil Mechanics, 2017, 38(Sup2): 116-122. (in Chinese)

(編輯 王秀玲)

收稿日期:2020-08-04

基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金(11972311);中央高?;緲I(yè)務(wù)費(fèi)(XDJK2018AB003);西南大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃(X201910635059)

作者簡介:付相深(1998- ),男,主要從事特殊土處治研究,E-mail:1827846348@qq.com。

汪時(shí)機(jī)(通信作者),男,教授,博士生導(dǎo)師,E-mail:shjwang@swu.edu.cn。

Received:2020-08-04

Foundation items:National Natural Science Foundation of China (No. 11972311); Special Funds for Basic Business Expenses of Central Universities (No. XDJK2018AB003); Southwest University College Student Innovation and Entrepreneurship Training Program Project (No. X201910635059).

Author brief:FU Xiangshen (1998- ), main research interest: special soil treatment, E-mail: 1827846348@qq.com.

WANG Shiji (corresponding author), professor, doctorial supervisor, E-mail: shjwang@swu.edu.cn.

猜你喜歡
膨脹土抗壓強(qiáng)度
黑山地區(qū)膨脹土特性分析及工程措施的探討
基于遺傳投影尋蹤模型的膨脹土脹縮等級(jí)分類
HCSA膨脹劑摻量對(duì)大摻量粉煤灰混凝土抗壓強(qiáng)度和抗碳化性能影響的研究
半剛性材料抗裂性能試驗(yàn)研究
膨脹土摻水泥改良的試驗(yàn)研究及分析
建筑垃圾與尾礦用于道路基層降低工程造價(jià)試驗(yàn)研究
不同養(yǎng)護(hù)濕度和時(shí)間對(duì)水泥砂漿強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究
膨脹土邊坡穩(wěn)定性分析
干濕循環(huán)下水泥摻入對(duì)膨脹土動(dòng)力特性影響的試驗(yàn)分析
膨脹土動(dòng)力變形性能的影響因素試驗(yàn)研究