试论抗压强度改良黄土抗压强度试验分析科技

论文导读：力应变特性本文分别对2种掺量（5%、7%）的水泥改良黄土进行了不同含水量、不同龄期、不同压实度条件下的无侧限抗压强度试验。试图得出含水量、龄期、压实度3个影响因素下水泥改良黄土的应力应变曲线。采用轻型击样法制样，击实后的每层试样高度应大致相等。相同情况下制两个样，分别制作当天和七天12下一页
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摘要： 本文对水泥改良黄土填料，在不同掺合比、不同含水量、不同压实度下进行无侧限抗压强度试验，探讨水泥改良黄土的强度特性。试验结果表明：人工压实黄土强度低，水稳定性差；采用低掺量水泥可显著改善黄土强度特性，能满足高标准铁路路基填筑要求。
Abstract： Unconfined compressive strength test is conducted for cement improved loess filling under different mixture ratio， different water content and different degree of compaction. Strength properties improved loess is discussed in the paper. The test results show that： artificially compacting loess has a low strength and poor water stability； low mix proportion of cement can improve the intensity characteristic of loess， and meet the high standards of railway subgrade filling requirements.
关键词：黄土；水泥；无侧限抗压强度
Key words： loess；cement；unconfined compressive strength
1006-4311（2013）30-0104-02
0 引言
黄土是一种干旱或半干旱区的沉积物，由于其特定的生成环境，使得它具有不同于一般粘性土的种种特征，概括起来主要有以下3点：一是具有明显的结构强度；二是以非饱和、大孔隙性为主；三是对水的敏感性强。黄土的这些力学特性导致黄土的填料等级较低，不符合铁路路基填料或其他工程的设计要求[3]。为此，以水泥作为固化剂，对黄土填料进行了改良。近几年改良土在铁道工程中发展较快，研究成果也比较突出，改良土具有较高的抗压强度且强度随龄期不断增长能够保持良好的稳定性[4～5]。这种水泥改良黄土是由黄土和水泥通过搅拌而成的介于土与混凝土之间的一种介质材料[6]。本文通过室内试验对水泥改良黄土的物理力学性质进行了研究，得出了一些有工程价值的结论。
1 试验材料和内容
1.1 试验材料 试样所用黄土土样采集自西部地区某隧道口边坡土样，采土深度约2米，土呈，具有大孔隙，土体较疏松，部分具有腐殖成分。
1.2 试验方法及内容 本试验严格按照《铁路工程土工试验规程》（TB10102-2004）、《土工试验方法标准》（GBT50123-1999）、《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）进行。改良方案为在黄土中掺入质量比分别为5%、7%的水泥，养护龄期分别为0d和7d，压实系数分别为90%和95%，每一组做两个平行试验，见表1。
试验内容为：①击实试验；②无侧限抗压强度试验。
2 试验结果及分析
2.1 击实试验 图1为本次试验的水泥掺和比与最大干密度、最佳含水量之间的关系曲线图。由图2可知，水泥改良黄土的ρdmax随着水泥掺量的增加逐渐减小，水泥改良黄土的ωopt随着水泥掺量的增加逐渐增加。这是由于随着水泥掺量的增大，孔隙比逐渐减小，此时水泥和黄土发生化学反应后生成了新化合物，水泥吸附包裹土颗粒形成网络格架状水泥土。通过夯实，水泥黄土颗粒间的孔隙明显减小，外力机械夯击使水泥颗粒重新定向排列为更加密实的漩涡状结构，夯击使水泥黄土反应及作用生成的凝聚胶结作用得到更好地发挥[7]。

2.2 无侧限抗压强度试验

2.2.1 应力应变特性 本文分别对2种掺量（5%、7%）的水泥改良黄土进行了不同含水量、不同龄期、不同压实度条件下的无侧限抗压强度试验。试图得出含水量、龄期、压实度3个影响因素下水泥改良黄土的应力应变曲线。采用轻型击样法制样，击实后的每层试样高度应大致相等。相同情况下制两个样，分别制作当天和七天论文导读：
龄期的试样。应力应变关系如图3所示。
从试验中的应力应变曲线得出如下结论：水泥黄土受力开始阶段，应力与应变关系基本符合虎克定律，当外力达到极限状态的70%～80%时，不再保持线性关系。且应力应变曲线具有明显的峰值，达到峰值后强度降低，降低趋势较缓，峰值强度所对应的应变值较小，小于达到极限状态时的应变值的一半。
2.2.2 龄期对试样强度的影响 随着养护龄期的增长，水泥改良黄土的无侧限抗压强度qu明显增大，且水泥改良土的7d强度呈直线增长，约为当天强度的2.6倍，这说明水泥改良土的强度具有龄期效应。根据扫描电子显微镜观察，水泥和黄土的凝硬反应约需3个月才能较充分完成[8]，而强度仍在继续增长。
3 结论
①水泥作为掺和料改良黄土的工程力学特性，效果明显，可以显著提高黄土的粘聚力c，进而提高黄土的抗剪、抗压强度，提高水稳定性。
②水泥黄土的抗压强度具有明显的龄期效应。在一定期限内，养护龄期越长，强度越大。
③在其他条件一定的前提下，选用较大的压实度能够提高水泥黄土的抗压强度和水稳定性。
参考文献：
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