基于復合式加筋改良方法的軟塑性黏土性能研究.pdf

1、隨著土工合成材料的發(fā)展,加筋土技術已經(jīng)應用于擋土墻、堤壩、護坡、水利、環(huán)境等工程領域。根據(jù)現(xiàn)階段對加筋土填料的研究,表明只有砂性土才能充分發(fā)揮筋材與土界面之間的摩阻力,從而增強土體強度、提高土體的穩(wěn)定性,起到顯著的加筋效果。因此,現(xiàn)階段加筋土設計仍嚴格要求采用砂土作為填料。但眾所周知,在我國很多地區(qū)砂土匱乏,在很多實際工程中想找到既符合填筑要求、又充分發(fā)揮加筋作用的填料是一件非常困難的事。因此,考慮到工程成本,并本著保護環(huán)境、珍惜土地資

2、源的原則,很多工程必須采用一些工程技術領域中較為敏感的填料,如黏性土或軟塑性黏土等。但是,目前對于土工合成材料加筋黏性土的試驗研究很少,其加筋作用機理仍不明朗。實踐證明,直接以黏性土或者軟塑土作為填料的加筋土結(jié)構(gòu)的加筋效果并不明顯,甚至處理不當會存在潛在的危險。因此,對于性質(zhì)敏感的黏性土,應用于加筋土工程的處理方法及作用機理有待于深入探討。
　　本文從一種軟塑性黏土(簡稱:軟塑土)出發(fā),研究了軟塑性黏土的改良和加筋方法,提出一種新

3、型的加筋、固化相結(jié)合的復合式改良方法,以使工程既能夠就地取材又可以保證工程安全。首先通過三軸試驗研究石灰和聚丙烯纖維對軟塑土性能的改善機理,研究對軟塑土的改良、加筋方法,并通過對比不同工況下土體的力學指標,確定最優(yōu)的復合式改良處理方案。然后,通過三軸剪切試驗研究改良軟塑土的加筋機理及其破壞模式。最后,通過一種基于 FLAC的數(shù)值模擬方法對一個假想的事例進行分析,研究該復合式加筋改良方法用于地基加筋改良的可行性并評估其效果。主要研究內(nèi)容包

4、括:
　?、俅_定出復合式加筋改良方案。在軟塑性黏土中分別加入石灰和不同比例的聚丙烯纖維進行改良。試驗表明,石灰可以提高土體的強度,但增加了土體的脆性;聚丙烯纖維在改良土體的延性方面有很好的效果,對土體的強度提高不大。因此,將二者結(jié)合提出復合式加筋改良方法,即在軟塑土中同時加入石灰與不同比例的聚丙烯纖維。具體工況為:分別將0％、0.05％、0.15％、0.25％質(zhì)量比的聚丙烯纖維加入到三七灰土中。通過三軸試驗研究改良后土體的抗剪強度

5、和變形破壞特征,試驗結(jié)果表明,在三七灰土中,加入0.25％質(zhì)量比的聚丙烯纖維,土體的強度和韌性均有理想的改良效果,為最優(yōu)改良方案。
　　②研究改良后土體的加筋性能。分析加筋土三軸試驗方法的問題點,根據(jù)加筋材料的拉伸力學特性選擇合理的用于三軸試驗的的加筋材料(文中筋材選用鋁箔),然后對改良后的土樣進行加筋。通過三軸試驗定量地評價層狀加筋土的加筋效果并研究土體的加筋性能。試驗結(jié)果表明,鋁箔筋材的加入有效的限制了土體的側(cè)向變形,進一步提