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粉煤灰和路液(Roadyes)改良黄土的崩解冲刷特性研究

朱皓轩  
【摘要】:黄土广泛分布于我国西北地区,其水敏性特点为以黄土为基础的路基工程、边坡工程带来诸多难题,为此常对黄土采取改良措施。粉煤灰改良黄土水稳定性差,需要与石灰、水泥等混合使用,随着环保要求的改变,石灰材料逐步被限制使用。路液是近年来在黄土地区推广的一种新型高分子材料,具有绿色环保工程性质优良的特点。以粉煤灰、路液材料为研究对象,分析改良黄土的水敏性特点,可为路液在黄土地区的推广提供理论依据。为探索固化剂改良黄土的水敏性,将粉煤灰、路液掺入渭南地区的马兰黄土,开展室内物理力学试验及模型试验。通过对改良黄土的击实特性、强度变化规律、敏感度指标、崩解特性、冲刷特性等进行了分析,找到了粉煤灰与路液材料的最佳掺量及养护时间的最优组合情况,为黄土的水敏性改良提供了参考依据。主要试验成果有:(1)采用轻型击实试验,发现粉煤灰的掺入会降低改良黄土的最大干密度、增大最优含水率,路液则会使得改良黄土的最大干密度上升而最优含水率下降。(2)通过无侧限正交试验,发现路液改良黄土的无侧限抗压强度与素黄土相比变化不大,与粉煤灰混合掺入的改良土强度提高明显,两种固化剂存在最佳质量配比。(3)利用室内崩解模型试验,发现混合改良土的崩解水稳定性优于素黄土和单一固化剂改良土,粉煤灰和路液混合改良土的水稳定性最好时,其掺量分别为15%和0.05%,与素黄土相比,最佳掺量混合改良土的崩解水稳定性提高了约4倍;素黄土、路液改良土的崩解曲线为直线型,模型参数P代表相应的崩解速率。粉煤灰改良土与混合改良土的崩解曲线符合对数型增长趋势,通过拟合的模型定义了水稳定性指标Q,可反映改良土抵抗静水侵蚀破坏的能力。(4)人工模拟了素黄土边坡与最佳掺量改良黄土边坡的冲刷试验,研究了坡体角度、坡面水流量大小对坡面冲刷特性的影响,分析了坡面径流强度、径流含土颗粒量随冲刷时间的变化关系,建立了相应的经验模型。发现素黄土边坡与改良黄土边坡的临界坡度均为45°,改良黄土边坡的抗冲刷水稳定性与素黄土相比提高了约60%。


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