干湿循环对纤维膨胀土特性影响的试验研究
吴继玲 武升平 郑方万
（中冶天工上海十三冶建设有限公司 上海 201900，）
摘要：为了研究干湿循环对膨胀土和聚丙烯纤维膨胀土强度的影响，进行了大量的试验研究。试验结果表明，膨胀土和纤维膨胀土随着干湿循环次数的增加，裂隙逐渐发展，土样的整体性遭到破坏，抗剪强度也随着循环次数的增加而降低；纤维可以增加膨胀土强度，提高土体的整体性。膨胀土和纤维膨胀土的粘聚力随着循环次数增加而降低的趋势一致，表明纤维是以强度增量作用于膨胀土，且这个强度增量不随着干湿循环次数的增加而发生变化。
关键词：干湿循环；强度；膨胀土；纤维膨胀土；试验
[中图分类号] TU44 [文献识别码] A
Features study of impact on fiber expansive soil with wetting-drying cycles
Wu Jiling Wu Shengping Zheng Fangwan
(China Metallurgical Tiangong Shanghai Shisanye Construction Co. Ltd., Shanghai 201900 China)
Abstract : To study the impact that the Wetting-drying cycles cause on the strength of expansive soil and fiber expansive soil, a lot of indoor experiment was conducted. The results show that the fissures of expansive soil and fiber expansive soil are developing with the wetting-drying cycles, the integrity is destroyed, and the shear strength degrades. The trend of strength of expansive soil is consistent with fiber expansive soil’ which shows that the fiber reinforces the expansive soil with an increment of strength, and this increment doesn’t change with the wetting-drying cycles.
Key word: wetting-drying cycles；strength；expansive soil；fiber expansive soil；experiment
0引言：
膨胀土作为一种特殊的非饱和土，其强度与变形受干湿循环的影响较大。膨胀土在没有经过干湿循环的时候，过水不易渗透，但是在干湿循环作用下，膨胀土产生很多的裂隙，孔隙增加，渗水性增强[1]。正是由于裂隙的演化，土体裂隙破坏了膨胀土体的完整性，使其强度降低，造成了膨胀土边坡发生溜坍和滑坡等病害。因此很多研究者对膨胀土在干湿循环条件下强度与变形特征进行了大量的试验研究与理论分析[2-10]。为了提高膨胀土的抗裂隙性，本文在膨胀土中掺入聚丙烯纤维，研究了纤维膨胀土在干湿循环作用下强度与变形特性。
1试验研究
1.1试验材料
本次试验所用土样为安徽省宣城市环城大道二标段膨润土，其物理力学参数见表1，表2。使用的聚丙烯纤维长度为12mm，纤维与土混合时，成束纤维散开，纤维细而多，其性能指标见表3。
表1 膨润土的物理性质
液限（%） 塑性指数（%） 最优含水率（%） 最大干密度（g/cm3）
114.5 83 30 1.38
表2 膨润土粒组成分
小于某粒土所占百分数 100 97.5 94.00 88.49 87.67 84.64 81.3 77.07 72.92 67.18 47.78
粒组（mm） 0.1 0.075 0.071 0.05 0.036 0.023 0.013 0.01 0.007 0.005 0.002
表3 聚丙烯纤维的性能指标
原料成分 纤维类型 密度（g/cm3） 熔点
（°C） 抗拉强度（MPa） 弹性模量（MPa） 断裂延伸度（%） 抗碱能力
100%聚丙烯 束状单丝 0.91+-0.01 160~170 550 5000 18~25 99%
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