聚丙烯纤维红黏土渗透性与剪切特性试验研究

通过三轴压缩试验研究了聚丙烯纤维红黏土的渗透性与力学特性.击实与渗透试验结果表明,纤维含量变化时,纤维红黏土的最大干密度变化较小,而最优含水率变化较大.在0.25%～0.80%含量下,纤维红黏土可保持较低渗透性.三轴固结不排水试验结果表明,纤维红黏土的抗剪强度随着轴向应变增加而增大,具有典型的加工硬化特征,且随纤维含量与长度增加而增加,同时围压显著影响纤维红黏土的剪切特性.当纤维含量较小时,破坏模式为鼓胀型;当纤维含量较大时,尽管试样轴向应变较大,但未发生破坏.

纤维红黏土强度的正交试验及多元非线性回归分析

纤维长度、纤维掺量、含水率和干密度是纤维红黏土强度的主要影响因素,采用正交试验设计方法,研究多因素耦合作用对纤维红黏土抗剪强度指标c,φ的影响,通过对试验结果进行极差、方差分析,确定了c,φ的最优制备工艺及各影响因素的显著性大小。基于多元非线性回归理论,应用SPSS软件建立了多因素与纤维红黏土c,φ的多元非线性回归模型。试验和分析结果表明:4个因素对纤维土c,φ的影响主次顺序均为:含水率>干密度>纤维掺量>纤维长度,其中含水率对c影响显著,干密度与纤维掺量对c有一定的影响,而φ受含水率影响明显,其它因素对其影响不明显,各因素水平的改变对c的影响程度大于对φ的影响。对c,φ的多元非线性回归模型验证发现,c,φ模型的相关系数较高、显著性较强、且预测值与实际值之间线性关系明显,确定了模型的可靠性。研究成果为进一步研究纤维改善红黏土的工程特性、固化机理具重要指导意义。

玻璃纤维改良对浙西山区红黏土力学性能的影响

为了解决高液限红黏土在浙西地区工程施工中引起的路基不均匀沉降、滑坡等工程地质灾害。文中采用玻璃纤维加筋技术改良红黏土,通过直剪试验、无侧限抗压试验对不同长度、掺量的玻璃纤维红黏土力学性能进行研究,分析其力学性能指标演变规律。试验结果表明,在红黏土中掺入定量的玻璃纤维对土体的抗剪强度有明显的提升作用,可使土体的黏聚力相比于素土提高1.68~2.22倍,黏聚力随着掺量和长度的增加先增大后减小。玻璃纤维红黏土的无侧限抗压强度相比于素土提高了1.47~1.95倍,纤维土的无侧限抗压强度随掺量、长度的增加而增强。通过分析应力—应变关系曲线发现素土应力峰值出现在2.5%~3.0%之间,而纤维土应力峰值出现在3.5%~4.5%之间,说明玻璃纤维的掺入提高了土体的残余强度。改良后的纤维土体可满足路用性要求,为纤维加筋土体治理提供参考。

纤维加筋红黏土强度特性试验及微观机理分析

为研究纤维红黏土的强度特性及其筋-土作用机理,对其进行了强度特性及扫描电镜试验。试验结果表明:同一纤维掺量下,随着纤维长度的增长,纤维红黏土的黏聚力c值先增大后减小,且均高于素红黏土的;当纤维长度相同时,纤维红黏土的黏聚力c值随纤维掺量的增加表现出双峰型的变化趋势;不同纤维长度及不同掺量条件下,纤维红黏土的内摩擦角φ值无明显变化规律。基于以上试验结果,结合二元非线性回归理论,应用SPSS软件建立了纤维长度和掺量与纤维红黏土黏聚力c的二元非线性回归模型,该模型的相关系数接近1,表明该模型的准确性高、可靠性强。采用扫描电子显微镜测试手段,对纤维在红黏土中的排列模型做出假设,分析研究了不同长度、不同掺量的纤维在红黏土中的排列形态特征及纤维红黏土筋-土作用界面的微观形态特征,揭示了不同长度、不同掺量的纤维对红黏土抗剪强度指标c和φ的微观影响机理。该研究成果可为相关地区的垃圾填埋场防渗设计提供理论依据。