干湿循环作用下改良膨胀土力学特性及微观机制研究

为探讨水泥改良膨胀土在不同干湿循环作用下的力学特性,开展不同掺量、干湿循环次数、干湿幅度作用下的水泥改良膨胀土直剪试验与扫描电镜试验,分析干湿循环次数、水泥掺量及干湿幅度对改良膨胀土的抗剪强度、黏聚力及内摩擦角的影响,并探讨干湿循环作用下改良膨胀土强度的劣化机制。研究结果表明:改良膨胀土的抗剪强度衰变率随干湿循环次数的增加呈前期急剧增长,后期逐渐变缓的趋势;相较于原状膨胀土,改良膨胀土的抗剪强度与水泥含量呈正相关关系,在100 kPa法向应力下,水泥掺量为8%的改良膨胀土在0次干湿循环下的抗剪强度比原状膨胀土的增长了约72.5%;干湿循环幅度越大,抗剪强度衰变越快;水泥掺量为8%的改良膨胀土在100 kPa法向应力下,4%→50%干湿幅度的比4%→30%干湿幅度的抗剪强度小16.2 kPa;水泥主要是通过胶结作用增大黏聚力,增强膨胀土的强度,而干湿循环作用导致膨胀土颗粒间的微观孔隙增大,水化产物部分脱落,进而使其强度减小。