陳漢江 崔素麗 張登飛 李世雄 李治嘉 辜超穎

收稿日期：2023-10-17

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（42027806，42372324，41907233）。

第一作者：陳漢江，女，從事黃土地質(zhì)災(zāi)害防治研究，202221654@stumail.nwu.edu.cn。

通信作者：崔素麗，女，副教授，從事固體廢棄物處理、特殊土處理研究，cuisl@nwu.edu.cn。

摘要? 聚焦于重金屬污染黃土而劣化的實(shí)際工程問題，探究水泥固化重金屬污染黃土的強(qiáng)度、應(yīng)力-應(yīng)變特性，以水泥固化鋅離子污染黃土為研究對(duì)象，考慮水泥摻量和養(yǎng)護(hù)齡期的影響，進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的系列試驗(yàn)，分析其應(yīng)力-應(yīng)變曲線、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、破壞應(yīng)變、變形模量的變化規(guī)律，進(jìn)而構(gòu)建水泥固化鋅離子污染黃土在無側(cè)限條件下的應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)模型。研究表明，經(jīng)水泥固化后的鋅離子污染黃土應(yīng)力-應(yīng)變曲線為強(qiáng)軟化型，試樣呈脆性破壞，可分為彈性、彈塑性、應(yīng)力下降、殘余穩(wěn)定4個(gè)階段;隨著養(yǎng)護(hù)齡期、水泥摻量的增加，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度增大，破壞應(yīng)變基本呈現(xiàn)減小趨勢(shì);變形模量與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)非線性關(guān)系;構(gòu)建的考慮養(yǎng)護(hù)齡期、水泥摻量影響的應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)模型，可準(zhǔn)確描述水泥固化鋅離子污染黃土單軸壓力下的變形全過程。

關(guān)鍵詞? 固化；鋅污染黃土；重金屬；變形模量；無側(cè)限抗壓強(qiáng)度；應(yīng)力-應(yīng)變曲線

中圖分類號(hào)： TU411.6? DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2024-01-005

Mechanical properties of cement treated zinc-contaminated loess

CHEN Hanjiang， CUI Suli， ZHANG Dengfei， LI Shixiong， LI Zhijia， GU Chaoying

（State Key Laboratory of Continental Dynamics， Department of Geology， Northwest University， Xian 710069， China）

Abstract? A series of studies were carried out to examine the strength and stress-strain characteristics of cement-treated heavy metal-contaminated soil， with an emphasis on the actual engineering issue of heavy metal-contaminated loess and its deterioration.The research focused specifically on cement-treated zinc-contaminated loess， taking into consideration the influence of cement content and curing time. The experiments aimed to analyze the changes in the stress-strain curve， unconfined compressive strength， failure strain， and deformation modulus， and to construct a model of the stress-strain behavior under unconfined conditions. Additionally， a stress-strain model was developed for cement-treated zinc-contaminated loess under no-lateral limit conditions.The study reveals that the stress-strain curve of cement-treated zinc-contaminated loess exhibits strong softening behavior， resulting in brittle specimen damage. The curve can be divided into four stages： elasticity， elastic-plasticity， stress reduction， and residual stability. Furthermore， the study finds that with an increase in curing time and cement content， the unconfined compressive strength improves while the failure strain generally decreases. The deformation modulus shows a non-linear relationship with the unconfined compressive strength. A stress-strain model is constructed to describe the non-linear relationships among curing time， cement content， deformation modulus， and unconfined compressive strength accurately. Specifically， the model considers the effects of curing time and cement content on the stress-strain behavior of cement-treated zinc-contaminated loess under uniaxial pressure.Overall， these findings contribute to understanding the strength and stress-strain characteristics of cement-treated zinc-contaminated loess and provide valuable insights for addressing heavy metal contamination in loess engineering applications.

Keywords? solidification； zinc-contaminated loess； heavy metal； deformation modulus； unconfined compressive strength； stress-strain curve

中國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展迅速，在化工廠、金屬冶煉廠和電鍍廠等工業(yè)場(chǎng)地，存在著嚴(yán)重的鉛（Pb）、鋅（Zn）、鎘（Cd）、汞（Hg）等重金屬污染的環(huán)境工程地質(zhì)問題［1］。加之，黃土地區(qū)工程地質(zhì)條件差，生態(tài)環(huán)境脆弱，自然災(zāi)害頻發(fā)［2］，重金屬污染物隨著地表水或地下水的運(yùn)移而滲入，污染黃土而劣化其工程地質(zhì)特性［3］，對(duì)黃土區(qū)的生態(tài)環(huán)境、工程建設(shè)和人類健康造成了重大威脅［4］。因此，對(duì)重金屬污染的黃土工程地質(zhì)特性進(jìn)行改良，已成為當(dāng)前環(huán)境工程的前沿?zé)狳c(diǎn)，也是黃土區(qū)工程建設(shè)亟待解決的實(shí)際需求。

目前，對(duì)重金屬污染土的改良， 多是用固化／穩(wěn)定化技術(shù)來改變污染物的形態(tài)，抑制其遷移，以切斷污染物的擴(kuò)散途徑［5］，具有處理快、成本低、工藝簡(jiǎn)單、適用范圍廣等優(yōu)勢(shì)，成功應(yīng)用于株洲市霞灣港（排污渠）、上海世博會(huì)等地的場(chǎng)地修復(fù)。由于水泥性質(zhì)穩(wěn)定，原料普遍，既可降低重金屬的滲出，又可提高土體強(qiáng)度，是較為普遍的固化劑之一。在水泥固化鋅或鉛污染土方面，前人研究主要聚焦于水泥養(yǎng)護(hù)溫度、齡期條件對(duì)不同污染物濃度的污染土的改良效果及其加固機(jī)理，包括壓縮系數(shù)［6］、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度［7-10］、應(yīng)力-應(yīng)變特征［11-12］、微觀加固機(jī)理［13］。

在水泥固化其他污染土方面，劉霖等研究發(fā)現(xiàn)，水泥固化煤化工廢水污染土?xí)r，在剪切過程中，經(jīng)歷了典型的彈性—塑性屈服—強(qiáng)化破壞3階段，呈現(xiàn)典型的脆性破壞［14］；李喜林等發(fā)現(xiàn)了水泥固化Cr（VI）和Cr（III）的弱化效應(yīng)［15］；邵俐等定量分析了水泥固化鎳污染土變形指標(biāo)破壞應(yīng)變以及E50的變化規(guī)律，構(gòu)建了考慮水泥摻入量、重金屬濃度相關(guān)的強(qiáng)度預(yù)測(cè)經(jīng)驗(yàn)公式［16］。

縱觀已有研究，學(xué)者們重點(diǎn)關(guān)注水泥固化重金屬污染土破壞時(shí)的強(qiáng)度特征及其定量表征，而對(duì)于從變形發(fā)展到破壞整個(gè)過程的定量表征研究尚未進(jìn)一步開展。

基于此，為探究水泥固化重金屬污染土的強(qiáng)度和變形特性，本研究對(duì)水泥固化后的鋅離子污染黃土開展了系列無側(cè)限壓縮試驗(yàn)，分析不同水泥摻量、養(yǎng)護(hù)齡期條件下，水泥固化鋅離子污染黃土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系及其破壞形式;評(píng)價(jià)水泥摻量及養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)土體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、破壞應(yīng)變的影響;探討變形模量E50與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系;結(jié)合水泥固化鋅離子污染黃土的特點(diǎn)，考慮水泥摻量和養(yǎng)護(hù)齡期的影響，構(gòu)建適于描述水泥固化重金屬污染黃土的本構(gòu)模型。

1? 材料與試驗(yàn)方法

1.1? 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)土取自西安某工業(yè)污染黃土場(chǎng)地的原狀黃土，淺棕色，較硬，其主要的物理性質(zhì)指標(biāo)見表1。對(duì)場(chǎng)地重金屬進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)主要為六水合硝酸鋅〔Zn（NO3）2·6H2O〕;水泥使用的是普通硅酸鹽水泥（P·O42.5）（見圖1）。

1.2? 試驗(yàn)方案及方法

為考慮水泥摻量對(duì)鋅污染黃土改良效果的影響，設(shè)計(jì)鋅離子質(zhì)量為干黃土質(zhì)量的0.1％，試驗(yàn)以水泥／干黃土的質(zhì)量比控制的水泥摻量分別為3％，6％，9％，標(biāo)記試驗(yàn)編號(hào)為C3，C6和C9。為研究養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)其改良效果的影響，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下（溫度20 ℃、濕度95％）分別養(yǎng)護(hù)0，7，14，28 d。待試樣達(dá)到控制的標(biāo)準(zhǔn)后，開展無側(cè)限壓縮試驗(yàn)，探討水泥固化鋅污染黃土的力學(xué)特性。

將無污染黃土自然風(fēng)干，碾碎，過2 mm篩，取相應(yīng)配合比的蒸餾水、污染物六水合硝酸鋅〔Zn（NO3）2·6H2O〕及P·O42.5水泥，首先將水泥按3％，6％，9％的摻量和黃土混合均勻;將重金屬鹽按相應(yīng)質(zhì)量充分溶解于蒸餾水中，再利用噴壺按照設(shè)計(jì)含水率17.8％（重金屬溶液質(zhì)量／干黃土質(zhì)量）向混合物中噴灑重金屬溶液。接著，將攪拌均勻后的污染黃土裝入塑料袋密封并悶放24 h，再通過千斤頂壓制重塑土樣：無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試樣尺寸為直徑50 mm，高100 mm。每個(gè)試樣均用聚乙烯薄膜包裹，并在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下（溫度20 ℃、濕度95％）分別養(yǎng)護(hù)0，7，14，28 d。試驗(yàn)流程如圖2所示。

將試樣分別養(yǎng)護(hù)至0，7，14，28 d后，根據(jù)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB／T 50123—2019）進(jìn)行無側(cè)限壓縮試驗(yàn)。試驗(yàn)儀器為YSH-2型石灰土無側(cè)限壓力儀，控制軸向位移速度為1 mm／min。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 應(yīng)力-應(yīng)變及其破壞特征

圖3為水泥摻量為0的鋅離子污染黃土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線及破壞形態(tài)。由圖3可見，未添加水泥的污染黃土試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈現(xiàn)強(qiáng)軟化型，試樣發(fā)生明顯的鼓脹開裂破壞；其應(yīng)力-應(yīng)變曲線可分為4個(gè)階段：彈性階段為加載初期A點(diǎn)前，軸向應(yīng)變較小，這一階段土樣較為完整連續(xù)，在較小應(yīng)變下呈剛性，發(fā)生彈性變形，故應(yīng)力-應(yīng)變曲線接近于直線，試樣產(chǎn)生初始微裂隙;非線性上升階段為峰值C點(diǎn)前，試樣處于彈塑性變形階段，固化后的土樣孔隙不斷壓縮，土體變形較大，其中，B點(diǎn)前，由于試樣裂縫的穩(wěn)定發(fā)展，導(dǎo)致應(yīng)力增加減慢，彈性模量逐漸減小，B點(diǎn)后，裂縫快速發(fā)展，較大應(yīng)變下應(yīng)力增長(zhǎng)較小，直至峰值點(diǎn);應(yīng)力下降段在峰值C點(diǎn)后，試樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，軸向應(yīng)力以較快速率減小;殘余穩(wěn)定階段為D點(diǎn)后，隨應(yīng)變?cè)黾?，?yīng)力下降緩慢，這時(shí)試樣內(nèi)部的裂縫已然貫通，主要由土樣間的摩擦力承受軸向應(yīng)力。由于未添加水泥，試樣顆粒膠結(jié)較弱，實(shí)驗(yàn)過程中有較多土顆粒散落。

圖4為0，7，14，28 d養(yǎng)護(hù)齡期下，水泥摻量為3％，6％，9％的固化鋅離子污染黃土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。由圖4可見，當(dāng)污染黃土經(jīng)過水泥固化后，應(yīng)力-應(yīng)變曲線由強(qiáng)軟化型向脆性強(qiáng)軟化型轉(zhuǎn)變，仍然可分為4個(gè)階段。相對(duì)于未經(jīng)過固化的污染黃土，上升段彈性階段，即A點(diǎn)前，水泥固化反應(yīng)的產(chǎn)物使得土樣密實(shí)呈剛性，顯著提高了土樣的彈性模量，峰值彈性模量與其相差較小，故而非線性上升階段不明顯;土體的高彈性模量，使得小應(yīng)變情況下，應(yīng)力快速增加至峰值點(diǎn)C，此時(shí)，裂縫已迅速擴(kuò)展，峰值應(yīng)力對(duì)應(yīng)的軸向應(yīng)變明顯減小;應(yīng)力下降段由于裂縫的快速貫通導(dǎo)致應(yīng)力減小速率增大，多為由高峰值應(yīng)力發(fā)生陡降，試樣表現(xiàn)為脆性破壞;D點(diǎn)對(duì)應(yīng)應(yīng)力隨著養(yǎng)護(hù)齡期和水泥摻量的增加而減小;殘余穩(wěn)定階段，即D點(diǎn)后，軸向應(yīng)變?cè)黾?，土體結(jié)構(gòu)不連續(xù)，無摩擦力承受軸向壓力，殘余應(yīng)力趨近于0。水泥固化鋅污染黃土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的4個(gè)發(fā)展階段與樊浩倫［17］等學(xué)者所提出的水泥土應(yīng)力-應(yīng)變曲線結(jié)論一致。相同養(yǎng)護(hù)齡期下，水泥摻量對(duì)固化鋅離子污染黃土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響明顯，主要體現(xiàn)在彈性階段，初始彈性模量顯著增加，峰值應(yīng)力增大，破壞應(yīng)變顯著減小，殘余強(qiáng)度更小。高養(yǎng)護(hù)齡期下（14，28 d），應(yīng)力-應(yīng)變曲線的上升段基本處于彈性變形階段，試樣彈性模量很高，峰值應(yīng)力后，應(yīng)力陡降至0，高摻量（C9）時(shí)，現(xiàn)象更為明顯。

養(yǎng)護(hù)齡期0 d，水泥摻量3％（0 d C3）時(shí)，應(yīng)力-應(yīng)變曲線較快過渡到彈塑性性階段〔見圖4（a）〕，A點(diǎn)后，試樣內(nèi)部產(chǎn)生微小裂隙，軸向應(yīng)力增加緩慢;至峰值C點(diǎn)時(shí)，試樣端部產(chǎn)生兩條破壞裂紋并交叉匯合，試樣強(qiáng)度開始減小;裂縫沿著近似平行于軸向應(yīng)力的方向擴(kuò)展，應(yīng)力-應(yīng)變曲線緩慢下降，直至裂縫貫通，殘余強(qiáng)度接近于0，試樣破壞形態(tài)呈現(xiàn)為“Y”型剪切破壞〔見圖5（a）〕。

養(yǎng)護(hù)齡期7 d，水泥摻量9％（7 d C9）時(shí)，應(yīng)力-應(yīng)變曲線上升階段基本呈現(xiàn)為直線，即彈性變形〔見圖4（b）〕。接近于峰值C點(diǎn)時(shí)，試樣內(nèi)部微小裂縫迅速發(fā)育，沿單一剪切面發(fā)生破壞，試樣強(qiáng)度驟降，由于剪切面不光滑，試樣仍存在500 kPa左右的強(qiáng)度；隨著剪切滑移強(qiáng)度逐漸減小，試樣破壞形態(tài)呈現(xiàn)為單剪切帶破壞〔見圖5（b）〕。 相對(duì)于7 d C9，養(yǎng)護(hù)齡期14 d，水泥摻量9％（14 d C9），無明顯彈塑性變形階段，達(dá)到峰值C點(diǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)的軸向應(yīng)變更小，應(yīng)力更大，仍有單一的剪切帶，但破壞角度更大〔見圖5（c）〕，殘余強(qiáng)度接近于0。

養(yǎng)護(hù)齡期28 d，水泥摻量3％（28 d C3）時(shí)，軸向應(yīng)力施加的初期，一直處于彈性階段，試樣未產(chǎn)生裂隙；應(yīng)力增加，端部摩擦也增大，試樣側(cè)面表現(xiàn)為拉應(yīng)力，向外發(fā)生變形，土顆粒剝落，試樣剪切裂隙發(fā)育，經(jīng)歷較短的彈塑性變形，軸向應(yīng)力增加緩慢;達(dá)到峰值時(shí)，剪切裂縫貫通，土體強(qiáng)度降低，隨著土顆粒剝離，試樣最終形成錐形破壞的形態(tài)〔見圖5（d）〕。

2.2? 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與破壞應(yīng)變

圖6是不同養(yǎng)護(hù)齡期、不同水泥摻量下固化污染黃土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的柱狀圖。從圖6可以看出，相對(duì)于未固化的污染黃土，摻入水泥后，土體強(qiáng)度得到顯著改善。水泥加入到土中后，發(fā)生一系列反應(yīng)，如水化反應(yīng)、離子交換作用、硬凝反應(yīng)、碳酸化反應(yīng)等。其中，水化反應(yīng)是決定土體強(qiáng)度的主要因素：水泥組分硅酸三鈣（C3S）、硅酸二鈣（C2S）等生成的大量水合硅酸鈣（CSH）膠體，水化產(chǎn)物的比表面積很大，具有極強(qiáng)的吸附能力，能將土顆粒凝聚成塊，有效提高土體強(qiáng)度［18-19］。綜合上述因素，在相同養(yǎng)護(hù)齡期下，土樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著水泥摻量的增加而顯著增加，僅養(yǎng)護(hù)0 d，摻量3％，土樣強(qiáng)度就增大3倍，可見水泥水化反應(yīng)迅速;在相同摻量下，隨養(yǎng)護(hù)齡期的增加，土體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度增高。低水泥摻量下（C3），無側(cè)限抗壓強(qiáng)度受養(yǎng)護(hù)齡期影響較小，0～28 d，強(qiáng)度僅提高2倍，且均低于2 000 kPa;高摻量下（C6，C9），無側(cè)限抗壓強(qiáng)度提高近3倍。

破壞應(yīng)變是衡量水泥固化重金屬污染黃土變形的重要指標(biāo)，可以表征土樣的脆性或韌性。圖7為破壞應(yīng)變與養(yǎng)護(hù)齡期以及無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的關(guān)系。由圖7可知，固化后的污染黃土的破壞應(yīng)變分布在0.4％～1.8％。軸向應(yīng)變基本呈現(xiàn)如下規(guī)律：相同摻量條件下，隨養(yǎng)護(hù)齡期增大而減小;相同養(yǎng)護(hù)齡期下，隨摻量增大而減小;隨著無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的增大呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。

2.3? 變形模量

2.3.1? 水泥摻量和齡期對(duì)變形模量的影響

變形模量是無側(cè)限條件下壓應(yīng)力與相應(yīng)壓縮應(yīng)變的比值，反映材料抵抗彈塑性變形的能力，可用于彈塑性問題的分析計(jì)算。由于水泥土材料為非線性變形，變形模量不是一個(gè)常數(shù)，通常用變形模量E50（峰值應(yīng)力的50％所對(duì)應(yīng)的割線模量，也稱變形系數(shù)）來表征材料的變形特性［11］。圖8展示了不同水泥摻量、不同養(yǎng)護(hù)齡期下水泥固化含鋅污染黃土的變形模量E50的變化規(guī)律：相同的養(yǎng)護(hù)齡期下，隨著水泥摻量的增加，變形模量增大，在高養(yǎng)護(hù)齡期14，28 d時(shí)，變形模量隨養(yǎng)護(hù)齡期增幅明顯，C9的E50大約是C3的4～5倍;相同水泥摻量下，E50隨養(yǎng)護(hù)齡期的增大而增大。

2.3.2? 變形模量與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

圖9為不同水泥摻量、不同養(yǎng)護(hù)齡期下水泥固化含鋅污染黃土變形模量E50與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的關(guān)系。由圖9可知，其存在非線性關(guān)系

E50=40.57qu2， R2=0.92。[JY]（1）

2.4? 考慮水泥摻量和養(yǎng)護(hù)齡期影響的本構(gòu)模型構(gòu)建

2.4.1? 模型選擇

據(jù)上述試驗(yàn)分析，經(jīng)水泥固化后的鋅離子污染黃土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈現(xiàn)的規(guī)律為：達(dá)到峰值強(qiáng)度后，小應(yīng)變?cè)隽恐率箲?yīng)力驟減至很低的峰后強(qiáng)度，土樣具有明顯的脆性特征［20］，由此可用如下分段式函數(shù)描述：

y=[JB（｛][HL（2]ax+（3-2a）x2+（a-2）x3，[]0≤x<1

[SX（]x[]b（x-1）2+x[SX）]，[]x>1

[HL）][JB）]? [JY]（2）

式中：y=σ／qu，σ為軸向應(yīng)力，qu為水泥固化污染土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度;x=ε/εc，ε為軸向應(yīng)變，εc為試樣破壞應(yīng)變。

利用公式（2）對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合（見圖10），擬合參數(shù)見表2。由圖10、表2可知，模型對(duì)應(yīng)力應(yīng)變?cè)囼?yàn)全曲線的擬合程度令人滿意。

2.4.2? 模型參數(shù)分析

1）上升段模型參數(shù)a：反映了彈性變形的大小，a值越小，彈性變形占總變形的比例越高。

參數(shù)n表示初始彈性模量與峰值割線模量的比值，當(dāng)x=0時(shí)，

n=[SX（]dy[]dx[SX）][JB>2|]x=0=[SX（]d（σ/qu）[]d（ε/εc）[SX）][JB>2|]x=0=[SX（]E0[]Ec[SX）]，[JY]（3）

式中，E0為初始彈性模量，Ec為峰值割線模量。

依據(jù)實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果，水泥固化重金屬污染黃土參數(shù)a值與參數(shù)n、水泥摻量C及養(yǎng)護(hù)齡期T相關(guān)，通過回歸分析確定參數(shù)新的計(jì)算式

a=1.585[SX（]E0[]Ec[SX）]+0.028C-0.005T-1.156

R2=0.933。[JY]（4）

擬合效果見圖11。

2）下降段模型參數(shù)：參數(shù)b由強(qiáng)度等級(jí)和約束方式確定。b反映了材料的峰后變形能力，b值越大，脆性特征越明顯。水泥固化重金屬污染黃所得試驗(yàn)規(guī)律：b值隨水泥摻量、養(yǎng)護(hù)齡期增大而增大。考慮二者因素對(duì)b值影響，依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行回歸分析，得公式

b=2.986C+0.735T+2.262，

R2=0.916。[JY]（5）

擬合效果見圖12。

本模型具有一定的局限性，其僅適用于普通硅酸鹽水泥固化后的鋅離子污染黃土。

3? 結(jié)論

1）未經(jīng)水泥固化的鋅離子污染黃土應(yīng)力-應(yīng)變曲線與固化后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，均為軟化型，均可分為4個(gè)階段：彈性階段、非線性上升階段（彈塑性變形階段）、應(yīng)力下降段、殘余穩(wěn)定階段。但是，固化后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線破壞應(yīng)變更小，不同水泥摻量、養(yǎng)護(hù)齡期，應(yīng)力-應(yīng)變曲線形態(tài)相似：下降段應(yīng)力發(fā)生驟降，且殘余強(qiáng)度接近于0，土體展現(xiàn)明顯的脆性特征;試樣的破壞形態(tài)分為“Y”型剪切破壞、單剪切帶破壞及錐形破壞。

2）隨著養(yǎng)護(hù)齡期、水泥摻量的增加，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度增大，破壞應(yīng)變基本呈現(xiàn)減小趨勢(shì)，破壞應(yīng)變也隨無側(cè)限抗壓強(qiáng)度增大而減小。

3）水泥固化鋅離子污染黃土的變形模量隨養(yǎng)護(hù)齡期、水泥摻量的增大而增大;無側(cè)限抗壓強(qiáng)度增大，變形模量也遞增，二者呈現(xiàn)非線性關(guān)系。

4）構(gòu)建了考慮水泥摻量、養(yǎng)護(hù)齡期影響，描述水泥固化鋅離子污染黃土單軸壓力下，應(yīng)力-應(yīng)變曲線的分段模型，模型參數(shù)a與水泥摻量、養(yǎng)護(hù)齡期、以及E0／EC存在線性關(guān)系;參數(shù)b值存在隨水泥摻量、養(yǎng)護(hù)齡期增大而增大的線性經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。

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（編? 輯? 雷雁林）