稻秸秆加筋土力学特性与植生性能试验研究

农作物秸秆是一种废弃资源,储量丰富,将其作为一种加筋材料用于土体加固前景广泛。通过室内试验对不同秸秆掺量、养护龄期和防腐处理条件下稻秸秆加筋土无侧限抗压强度、水稳定性和植生性能进行系统研究。试验结果表明,在研究范围内,稻秸秆对加筋土宏观性能影响显著。随秸秆加入以及掺量增加,加筋土抗压强度呈现先增加再减小的变化趋势,最佳掺量为0.3%;加筋土崩解速率、崩解量减小,崩解时间变长,水稳性显著提高,秸秆掺量变化对水稳性影响规律不明显;加筋土植物发芽率、生长高度和覆盖率也均显著提高。随养护龄期增加,加筋土抗压强度也先增加再减小,并且加筋土崩解曲线向右向下移动,水稳性显著提高,最佳龄期为7d。浸胶秸秆加筋土的抗压强度和水稳性均优于天然秸秆加筋土;浸胶防腐处理对植物萌发和生长无不利影响,并且浸胶防腐处理会延缓秸秆对植物生长的促进作用。稻秸秆加筋土通过土粒-秸秆作用力和秸秆自身强度和韧性实现较好的加筋效果,与秸秆掺量、养护龄期和防腐处理等密切相关。

加筋率对稻秸秆加筋土开裂特性的试验研究

针对花岗岩残积土边坡生态防护采用的稻秸秆加筋土,通过室温与模拟日照条件下的加筋土开裂试验研究稻秸秆加筋率对土体开裂性能的影响规律,结果表明:室温条件下稻秸秆加筋率为0.3%,0.4%和0.5%的试样均未发生开裂;模拟日照条件下加筋土试样开裂过程按裂缝宽度发展速度可分为缓慢发展Ⅰ、快速发展Ⅱ、缓慢发展Ⅲ和稳定发展Ⅳ4个阶段,快速发展阶段加筋率0%,0.4%,0.5%的试样均完成70%以上的裂缝开裂宽度,加筋土样含水率呈现出快—慢—快—慢的变化过程,而裂缝宽度呈现快—慢—稳定的变化过程,稻秸秆对试样具有保湿作用,但加筋率过多会导致土样中的空隙增大,为水分蒸发提供通道;稻秸秆加筋土开裂的界限加筋率应为0.3%,其结果可为稻秸秆加筋土生态防护设计提供借鉴。

麦秸秆加筋土的强度特性及细观结构分析

为了分析麦秸秆加筋对土体抗剪强度的影响,开展了4种加筋率(0.1%,0.2%,0.3%,0.4%)和3种加筋长度(5,10,15 mm)下的三轴剪切试验.通过CT(计算机断层扫描)扫描图像,对比分析了加筋土和素土在加载过程中的细观结构变化.结果表明:麦秸秆加筋黏性土的抗剪强度和抗变形能力较素土都有显著提高,其中筋材长度为10 mm时加筋效果较好.所研究加筋条件下,土体黏聚力较素土黏聚力增大0.1~2.3倍,内摩擦角变化在±2°范围内.与素土相比,加筋土在剪切过程中无明显的宏观剪切破坏,均为鼓胀破坏.围压较小时,加筋作用明显,对土体的刚度影响较大,随着围压的增大,影响逐渐变小.CT扫描结果显示,麦秸秆加筋能够限制土体变形和裂纹扩展.因此,麦秸秆适宜作为黏性土的加筋材料.

含水率与加筋率对加筋土抗剪强度的影响规律研究

研究含水率和加筋率对稻秸秆加筋土的强度影响问题,对促进稻秸秆加筋土在边坡生态防护中的推广应用具有重要作用。针对边坡生态防护所采用的稻秸秆加筋土,通过直剪试验研究不同加筋率与含水率条件下加筋土抗剪强度的变化规律。试验通过加水法和烘干法改变6种加筋率(加筋率为:0~0.5%)试样的含水率,然后进行室内直剪试验。结果表明:(1)不同加筋率条件下加水法所得加筋土试样的抗剪强度、粘聚力与内摩擦角均随含水率的增加先增大后减小,并在土体最优含水率14.8%时出现峰值,而烘干法所得加筋土试样的抗剪强度、粘聚力与内摩擦角则随含水率的增加而逐渐减小;(2)加水法与烘干法所得抗剪强度、粘聚力与内摩擦角受含水率的影响均存在临界值,约为19%;(3)在增长率相同的条件下含水率对加筋土抗剪性能的影响大于加筋率。

含水率与加筋率对加筋土崩解特性影响的试验研究

针对边坡生态防护所采用的稻秸秆加筋土,通过崩解试验研究不同加筋率与含水率对加筋土崩解特性的影响规律。试验采用烘干的方法改变6种加筋(稻秸秆)率(加筋率为:0~0.5%)试样的含水率,然后进行崩解试验。结果表明:①试样的崩解量和崩解速率与试样的初始含水率和稻秸秆掺加比例有关,试样的崩解量和崩解速率随着试样的初始含水率的降低而增加;②初始含水率对试样的崩解性起决定性影响,稻秸秆掺加比例对试样崩解现象影响不大。当初始含水率高时,试样成"鳞片状"崩解;当初始含水率低时,试样先是细小颗粒以粉状掉落,试样成"块状"崩解。