1.2试样制备
按照最优含水量31%配置土样,闷料24小时,然后把配置的土样分为4组,分别为X0,X1,X2和X3,下标数值0,1,2,3依次代表0次,1次,2次和3次干湿循环。每组试样包括两小组,一组是膨胀土,另一组掺入长12mm,含量0.3%的聚丙烯纤维。对这四组土样按照最大干密度制备直剪试验的试样。
1.3循环过程
(1)将试样X1,X2和X3在50°条件下烘干至恒重,测得含水率为12.5%;
(2)对烘干的X1,X2和X3试样加水饱和72h,测得含水率为62.5%,此时水不再渗入,试样达到饱和。步骤(1)~(2)为一个干湿循环过程;
(3)将试样X2和X3重复步骤(1)~(2)一次,使其完成第二次干湿循环;试样X3再次重复步骤(1)~(2),并完成第三次干湿循环。
将干湿循环后的试样,放在自然状态下风干至初始质量,再把试样放入保湿缸中进行保湿72h,以确保循环前后试样含水率保持一致。
2结果与讨论
对干湿循环后的试样进行直剪试验,试验结果如表5、表6所示。
表5干湿循环膨胀土和纤维膨胀土的抗剪指标值
干湿循环次数 粘聚力/kPa 内摩擦角/°
膨胀土 纤维膨胀土 膨胀土 纤维膨胀土
0 135.82 172.07 24.00 17.00
1 72.41 106.31 40.04 44.72
2 55.19 90.87 29.75 31.82
3 46.12 79.40 19.81 20.55
表6干湿循环过程中粘聚力与内摩擦角降低值
干湿循环次数 粘聚力降低值/kPa 内摩擦角降低值/°
膨胀土 纤维膨胀土 膨胀土 纤维膨胀土
0 0 0 0 0
1 63.41 65.76 -16.04 -27.72
2 17.22 15.45 10.29 12.9
3 9.07 11.47 9.94 11.27
(注:指标降低值是本次循环的指标值减去上一次循环指标值)
2.1试验数据分析
由表6干湿循环过程中膨胀土与纤维膨胀土抗剪强度指标降低值可以看出,第一次干湿循环过程中强度降低较快,第二次、第三次强度降低值越来越少。由图1可以看出膨胀土和纤维膨胀土在干湿循环过程中,粘聚力随着循环次数的增加而降低,两拟合线趋势一致,且凝聚力随着循环次数的增加而降低,并逐渐趋于稳定值。由图3、4可以看出,随着循环次数的增加,土样抗剪强度降低,掺入纤维可明显提高膨胀土的强度。
图1 粘聚力与循环次数的关系
图2 内摩擦角与循环次数关系
图3 膨胀土抗剪强度与垂直压力的关系 图4 纤维膨胀土抗剪强度与垂直压力的关系
图5 粘聚力与循环次数的多项式关系
图6 内摩擦角与循环次数的关系
由图5、6可以得知
粘聚力与循环次数的关系:
膨胀土: (1)
相关系数
纤维膨胀土: (2)
相关系数
内摩擦角与循环次数的关系:
膨胀土: (3)
干湿循环对纤维膨胀土特性影响的试验研究(二)由毕业论文网(www.huoyuandh.com)会员上传。