矿渣粉—纤维—尾矿砂改良氯盐渍软土路用性研究

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辽宁营口地区的土质为淤泥土或淤泥质粉质黏土且还具有盐渍土的特性。根据规范规定不能直接用作路基填料,所以采用加固材料来改良该地区的氯盐渍软土。本文首先用不同加固剂的处理效果对比,选取了矿渣粉、剑麻纤维、尾矿砂来对此种氯盐渍软土填料进行处理。通过氯盐渍软土的(单因素)(双因素)无侧限抗压强度试验得到矿渣粉掺量、剑麻纤维掺量、尾矿砂掺量对土体强度变化的影响规律,再通过三因素三水平正交试验得到土样加固的最优掺比。然后通过三轴试验、承载比试验(CBR)和冻融循环作用下的无侧限抗压试验和三轴试验对比处理前后的各项性能指标。其主要研究如下:(1)对盐渍土的基本性能参数进行了实验分析,得到土样中可溶性盐离子总量为3.776%,根据规范可命名为中氯盐渍土且不能直接用作路基填料。(2)对比尾矿砂对素土和矿渣粉加固土的提升效果,尾矿砂对加固土提高量明显大于素土,说明了尾矿砂具有“遇强则强”的性质,在同等尾矿砂掺量的不同土体条件下,土体强度越高,尾矿砂提升作用越明显。(3)三因素三水平正交试验得到最优组合为:矿渣粉掺量15%、纤维掺量0.5%、尾矿砂掺量20%。最优组合下改性氯盐渍软土的无侧限抗压强度达到了2.74MPa,较素土提高了470.8%,且三者最佳掺比混合的无侧限抗压强度提升效果明显高于单一外掺剂的提升效果之和,说明了三者混合后对彼此都有着一定的正向促进作用。(4)对素土和矿渣粉-纤维-尾矿砂改性氯盐渍软土进行三轴试验,得到改性土粘聚力较素土增长了95.5%,摩擦角较素土增长了69.1%,说明了改性氯盐渍软土抗剪强度提高明显。经历3、6、9次冻融循环作用后,素土的粘聚力衰减率、无侧限抗压强度衰减率均大于改性氯盐渍软土,内摩擦角衰减率变化不大。说明了矿渣粉-纤维-尾矿砂改性氯盐渍软土的抗剪强度和无侧限强度对于冻融循环破坏的抵抗力都要明显优于素土。(5)对素土和改性氯盐渍软土进行CBR试验,得到改性氯盐渍软土的膨胀量为3.78%,较素土减少了91.8%,可见矿渣粉-纤维-尾矿砂对土体膨胀量的限制作用非常显著。素土的CBR值为1.31,不满足公路的填筑要求,最优配合比下改性氯盐渍软土的CBR值为15.64,较素土提高了1194%,满足规范中所有公路的填筑要求。
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