延迟效应下干湿循环对水泥改良粉土动力特性影响的研究

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1、延迟效应下干湿循环对水泥改良粉土动力特性影响的研究2009年第10期铁道建筑RailwayEngineering79文章编号:1003—1995(2009)10—0079—04延迟效应下干湿循环对水泥改良粉土动力特性影响的研究付兵先，史存林,马伟斌(屮国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京100081)摘要:通过振动三轴试验,研究延迟效应下干湿循环过程对水泥改良低液限粉土强度的影响•结果表明，在动应力作用下,改良低液限粉土的破坏大体呈现脆性破坏•在同一延迟时间下，随着千湿循环次数的增加,改良低液限粉土的强度随之降低;在经历相同的T湿次数下，随着延迟时间的増加，改良低液

2、限粉土强度也随之降低.延迟吋间与干湿次数对水泥改良低液限粉土的强度影响较大.关键词:延时时间低液限粉土干湿循环动三轴试验中图分类号:TU411文献标识码:B0前言在高速，重载铁路的路基建设中，沿线往往没有满足要求的填料土,为了保护环境，降低造价，改良土成了重要的路基填筑材料.近年来，国内许多学者对改良土动力特性进行了大量的研究•要文堂对粉质黏土进行了改良，并进行静力和动力试验•结果表明:一定配合比的水泥改良土能够满足铁路路基的设计要求•孙宏林等对下蜀载土进行了改良试验，提出了改良土的施工工艺和质量检验的方法,为设计和施工提供了依据•但是，随着环境的改变导致改良上路基

3、力学特性退化问题的研究成果越来越受到人们的关注，王建华等对路基改良土进行了试验研究，对不同失水率的试样进行动力试验，结果表明,改良土的循环疲劳强度随失水率的增加而减小;在一定的失水范围内，失水前后改良土的疲劳强度之比随失水率的变化，可近似为线性关系，这为路基改良土的设计提供了很好的依据.孙明智考虑了改良土在失水收缩，遇水膨胀的的作用下所产生的影响，动三轴试验结果表明：改良土经干湿循环作用后，其临界动应力明显降低，降低幅度与失水率有关，失水率愈大，其临界动应力愈低;干湿循环作用在失水率为15%以内时，临界动应力降低很少,当失水率超过15%时，其值损失率迅速增大.以上研

4、究表明，改良土经过多次的饱水与失水（干湿循环），强度与刚度将有明显的降低•以上研究收稿B期:2009・07・02;修冋日期:2009.07・20作者简介:付兵先（1979—），男，甘肃山丹人，博士研究生.成果对改良土在路基施工中的应用起到了重要的指导作用.事实上,在实际的路基施工中，现场水泥改良土从搅拌站的搅拌，汽车运输，平地机摊铺整平到碾压成型需3〜4h,由于水泥的水化反应，这吋的水泥改良土己不是同一种土，不同时间出现了不同的最大干密度，延迟的时间越长，最大干密度降低的也越低，其强度也随之降低•因此，研究延迟效应和环境因素影响下的改良土的动力特性更加具有工程意义•

5、本文通过振动三轴试验，研究了低液限粉土在不同的延迟吋间下，经历多次干湿循环后的动力特性.1试验方案和试验方法1.1试验方案由于影响水泥改良土动力特性的影响因素较多，如:土性，水泥的晶质，水泥掺量，龄期，频率，动荷载大小等,以上因素国内外许多学者都进行了相关的研究，而本文主要考虑的是在延迟效应下改良土经过干湿循环后的强度与变形特性,故在土性及水泥掺量等因素相同的情况下选取了不同的延迟时间与不同的干湿次数进行研究.1）试验材料改良所用的水泥为325普通硅酸盐水泥,初凝时间为3.45h,终凝时间是5.45h,28d的抗压强度为32.5MP&其质量符合国家建材标准.采用低强

6、度等级的水泥可以保证改良填料有较好的弹塑性特征，避免填料产生过多裂缝，从而影响路基的稳定性.试验所用的土样为京沪高铁北京段某地段粉土，其主要的物理力学性质指标如表1所示.80铁道建筑October,2009表1土性基木物理参数2）试样制备.试样的制备过程:首先,根据实际情况，试样采用湿法制备,按相应的制样干密度，按重量比为6%配合比称取土与水泥•然后往土中加入一-定量的水,此吋，加入的水量要小于最终的制样含水量•然后，将配制好的素土放人保湿器保湿24h直至素土充分浸润，最后,再掺入水泥和剩余的水到最终制样含水量并搅拌均匀.采用分3层压实方法制备试样，将制备好的试样用

7、保鲜袋封装后,放人保湿器进行养护，养护条件为室温，湿度>90%,到28d龄期后进行干湿循环试验.3)饱和度及饱和时间的确定在外界环境因素影响下，路基处于各种各样的不利工况，降雨或者浸水都使得路基处于饱和状态，其强度与刚度随之降低，为了模拟这种工况，试验中采用饱和试样•根据该地区一年内的降水情况，将试样饱和程度定义为98%,根据6%的水泥掺量,饱和试样质量及含水量由下式得到.1)湿试样含水量(d-)S/(d,pd)2)湿试样质量mm=d(l+(U)其中,d为相对质量密度;P为干密度;S为饱和度；为含水量;m为试样质量;V为试样体积.经计算可得不同延迟时间下试