改良花岗岩残积土强度特性及崩解特性的研究

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我国南岳地区花岗岩分布广泛,地处亚热带,雨水充足,干湿交替明显,花岗岩残积土覆盖层较厚,且土体中粘性土含量较少,粘结性极差,并含有大量高岭石类的亲水性矿物,遇水极易发生崩解。导致当地土体极易发生滑坡、塌方等地质灾害。因此,有必要对花岗岩残积土进行适当改良,提高土体强度和水稳定性。针对南岳地区花岗岩残积土粘聚力小,水稳定性差,遇水极易崩解的特性,本文提出了三种改良方案:纤维改良,其中纤维掺入量的质量分数为1‰、2‰、3‰、4‰和5‰,采用随机拌合的方式加入;水泥改良,其中水泥掺入量的质量分数为2%、3%、4%、5%和6%,随机拌合后制样,养护7天后用于试验;石灰改良,其中石灰掺入量的质量分数为4%、6%、8%、10%和12%,随机拌合后制样,养护7天后用于试验。本文主要研究改良后花岗岩残积土的强度特性和崩解特性,并与未改良的花岗岩残积土进行对比,结合模拟分析寻找最佳改良方案。其中强度特性主要通过室内静力三轴试验研究,分别采用50kPa、100kPa和150kPa三种围压,控制剪切速率,研究改良后压实度均为90%的试样应力应变特征,得到其强度参数粘聚力和内摩擦角,进而得到改良后土样的强度特性。崩解特性考虑到暴晒后突遇暴雨的情况下土体最易发生崩解,因此模拟现场实际情况,采用干湿循环崩解试验研究改良后土样的崩解特性,试验按照50℃烘干、称重、崩解、风干、再烘干的方式进行循环崩解,观察现象并记录数据,最终得到经过三次干湿循环后的试样的崩解率,研究改良后土样的崩解特性。将纤维改良、水泥改良和石灰改良后的土样分别与未改良的土样对比发现,经石灰改良的花岗岩残积土的抗剪强度、粘聚力、内摩擦角和耐崩解性均明显优于未改良土体,且明显优于其余两种改良方案。通过理正软件对无支护措施的边坡稳定性进行稳定性分析发现:经过石灰改良后的边坡的临界高度最大。因此,本文得到了花岗岩残积土的最佳改良方案为石灰改良,且石灰的最优质量分数掺入量为6%,这一结论对类似土体的实际工程具有重要意义。
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