干湿循环条件下复合改良膨胀土的工程特性及微观机理研究

为研究粉煤灰(高钙)复合木质素纤维改良云南蒙自膨胀土的工程特性和微观机理,开展改良土的胀缩特性试验,并且在干湿循环条件下进行复合改良土的力学特性试验,结合改良前后微观结构和物相变化分析得出改良机理。试验表明:粉煤灰能降低膨胀土的膨胀率,单掺粉煤灰改良土胀缩率降低至无膨胀性水平,土体强度提升,黏聚力增幅显著,试样趋于脆性破坏,最佳掺量为20%。以最优粉煤灰掺量复合木质素纤维进行力学特性试验,复合改良土强度较单一改良土均有进一步提升,且强度随养护龄期延长而继续增加;土体内摩擦角随改良物掺入并无明显变化,基于素膨胀土上下微小波动,20%粉煤灰+1.0%木质素纤维为最佳复合改良配比。进行干湿循环试验后,试样无侧限抗压强度、抗剪强度和黏聚力均随干湿循环次数增加而减小,在前三次干湿循环中降幅较大,内摩擦角随干湿循环次数增加无明显规律变化。改良土强度在数次干湿循环过程中力学特性均优于膨胀土,其中复合改良抑制干湿循环破坏效果比单掺改良更好。结合微观试验结果可知,掺入粉煤灰后土体中生成了硅酸胶凝产物,该产物可填充土体中的孔隙,增加土体密实度,纤维掺入可抑制土体干湿循环过程裂隙发育。