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    玄武巖纖維加筋黃土承載比試驗(yàn)研究

    2021-01-21 03:20:24李沛達(dá)駱亞生陳箐芮汪國(guó)剛
    水文地質(zhì)工程地質(zhì) 2021年1期
    關(guān)鍵詞:影響

    李沛達(dá),駱亞生,陳箐芮,汪國(guó)剛

    (西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院,陜西 楊凌 712100)

    纖維作為一種常見的人工聚合材料,近年來被國(guó)內(nèi)外科研工作者置于土體內(nèi)部、表面或各種土體之間,并通過無側(cè)限抗壓試驗(yàn)、直剪試驗(yàn)、三軸試驗(yàn)探究纖維對(duì)土體力學(xué)特性影響的規(guī)律,揭示纖維增強(qiáng)土體強(qiáng)度的機(jī)理[1-5]。

    承載比(CBR)試驗(yàn)是反映土體局部抗剪強(qiáng)度特性的試驗(yàn),其結(jié)果CBR值是評(píng)定路面材料承載能力的指標(biāo),與常規(guī)力學(xué)試驗(yàn)存在本質(zhì)區(qū)別[6]。針對(duì)承載比試驗(yàn),國(guó)內(nèi)學(xué)者已做了大量的研究工作。在CBR 試驗(yàn)方法方面,朱志鐸等[7]提出CBR 試驗(yàn)在實(shí)際工程中應(yīng)針對(duì)不同土質(zhì)、不同粒徑、不同試驗(yàn)條件進(jìn)行CBR值的修正。針對(duì)黃土大孔隙、遇水濕陷的特點(diǎn),袁克闊等[8]研究了影響黃土CBR值的因素,發(fā)現(xiàn)浸水時(shí)間影響最大,擊實(shí)次數(shù)影響次之,不同地域黃土類型影響最小。李萍等[9]對(duì)石灰改良黃土CBR 試驗(yàn)進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)初始含水量、石灰劑量、浸水時(shí)間和擊實(shí)次數(shù)對(duì)黃土與石灰土的CBR值都有影響,且黃土的CBR值對(duì)含水量變化比較敏感,石灰土的CBR值對(duì)含水量敏感性逐漸減小。武建民等[10]建議將黃土地區(qū)CBR 試驗(yàn)的浸水時(shí)間調(diào)整為2 d。此外,針對(duì)其他土質(zhì)及固化劑改良土,巖土工作者們也做了相應(yīng)研究。楊和平等[11]發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)CBR 試驗(yàn)方法不能真實(shí)地反映路堤填料膨脹土強(qiáng)度,在改進(jìn)方法后發(fā)現(xiàn)某些強(qiáng)膨脹土也可直接用做路基填料。鄭軍等[12]進(jìn)行CMSC型固化劑改良土的新型CBR 試驗(yàn),得出CMSC型固化劑對(duì)蘇北特殊軟土有明顯的改良效果。上述CBR 試驗(yàn)研究從內(nèi)在機(jī)理到試驗(yàn)方法,從廣義的黏性土到黃土、膨脹土,從石灰改良到固化劑改良等多個(gè)維度研究CBR值影響因素,也展示出優(yōu)異的改良效果。近年來,在“綠水青山就是金山銀山”的理念倡導(dǎo)下,實(shí)際工程對(duì)固化劑改良土體的環(huán)保性、安全性提出了更高要求。新型環(huán)保、性能優(yōu)異的無機(jī)材料玄武巖纖維[13-14]進(jìn)入大眾視野。隨著一帶一路戰(zhàn)略不斷深入推進(jìn),黃土地區(qū)修建的道路工程越來越多,而玄武巖纖維加筋黃土作為路基填料的相關(guān)研究成果卻鮮見。本文通過承載比試驗(yàn),研究含水率、纖維含量與纖維長(zhǎng)度對(duì)加筋黃土CBR值的影響規(guī)律,確定黃土地區(qū)路基填料適宜的纖維含量與纖維長(zhǎng)度。同時(shí)在纖維含量和纖維長(zhǎng)度一定的條件下,研究擊實(shí)次數(shù)(擊實(shí)功)和浸水時(shí)間對(duì)CBR值的影響規(guī)律,以期為實(shí)際工程中有效利用纖維改良黃土性質(zhì)提供參考依據(jù)。

    1 試驗(yàn)材料與方法

    1.1 材料選取

    試驗(yàn)用土料為陜西楊凌地區(qū)黃土,經(jīng)風(fēng)干碾壓過20 mm 篩備用。其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

    表1 黃土的物理性質(zhì)指標(biāo)Table1 Physical properties of loess

    試驗(yàn)用纖維為短切玄武巖纖維(鹽城市恒固纖維有限公司),纖維類型為束狀單絲,圓形截面,表面呈黑褐色,其物理力學(xué)指標(biāo)如表2所示。

    表2 玄武巖纖維的物理力學(xué)參數(shù)Table2 Physical and mechanical parameters of basalt fiber

    1.2 試驗(yàn)方案及試樣制備

    1.2.1 不同含水率、不同纖維含量、不同纖維長(zhǎng)度下的承載比試驗(yàn)方案

    為確定最優(yōu)含水率、纖維長(zhǎng)度及纖維含量,設(shè)計(jì)不同含水率、不同纖維含量、不同纖維長(zhǎng)度共85組工況,如表3所示。

    表3 加筋土試驗(yàn)參數(shù)Table3 Test parameters of the reinforced soil samples

    為確保纖維在黃土中均勻分布,制樣過程中邊混合、邊攪拌、后加水。開始階段,將纖維加入黃土中不斷均勻攪拌,直至達(dá)到試驗(yàn)所需含量。然后根據(jù)設(shè)定含水率計(jì)算所需水量加入其中。最后用塑料薄膜將土樣密封完整靜置24 h 后,按照J(rèn)TG E40-2007《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》[15]中重型擊實(shí)Ⅱ-2 類別和方法,分3層,每層擊實(shí)98次,得到直經(jīng)152.0 mm、高120.0 mm的圓柱體試樣。在水中浸泡4 d 取出靜置15 min 后進(jìn)行貫入試驗(yàn)。

    1.2.2 不同擊實(shí)次數(shù)、浸水時(shí)間下的承載比試驗(yàn)方案不同擊實(shí)次數(shù)及浸水時(shí)間的承載比試驗(yàn)中,試樣含水率、纖維長(zhǎng)度、纖維含量取承載比試驗(yàn)確定的最優(yōu)含水率、最優(yōu)纖維長(zhǎng)度和最優(yōu)纖維含量。同時(shí)將素土設(shè)為對(duì)照組,共18組工況,如表4所示。

    表4 不同擊實(shí)次數(shù)、浸水時(shí)間的試驗(yàn)參數(shù)Table4 Test parameters of different compaction times and soaking times

    1.3 試驗(yàn)儀器及方法

    本次試驗(yàn)采用的儀器為TDJ—2 多功能電動(dòng)土工擊實(shí)儀和CBR-2型加州承載比儀。承載比試驗(yàn)分為浸水和貫入兩個(gè)階段,浸水過程中水面應(yīng)高出試樣頂面25.0 mm。貫入過程中,測(cè)力環(huán)系數(shù)為226.586 N/0.01 mm,貫入桿接觸面積為19.625 cm2,上覆荷載塊每塊質(zhì)量為1.25 kg,共4 塊(層)。每塊沿直徑分為2個(gè)半圓塊(共8個(gè)半圓塊),相鄰兩層沿直徑縫隙垂直放置,貫入速率為1.0 mm/min 勻速前進(jìn)。當(dāng)貫入深度為2.5 mm和5.0 mm時(shí),分別記錄測(cè)力環(huán)讀數(shù)。如果貫入量為5.0 mm時(shí)的承載比大于2.5 mm時(shí)的承載比,則試驗(yàn)重做。若結(jié)果仍然如此,則采用5.0 mm時(shí)的承載比。

    2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

    2.1 擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果及分析

    根據(jù)已有研究成果可知[16],纖維加入后會(huì)引起土體最大干密度(ρdmax)和最優(yōu)含水率(wop)發(fā)生變化,為探究纖維含量和纖維長(zhǎng)度對(duì)其影響,進(jìn)行了17組不同纖維含量和纖維長(zhǎng)度的重型擊實(shí)試驗(yàn),結(jié)果如表5所示。由表5可知,纖維含量對(duì)最大干密度影響較大,隨著纖維含量的增加,最大干密度呈減小趨勢(shì),而纖維長(zhǎng)度對(duì)最大干密度影響較小。這是由于纖維的摻入改變了土體原本結(jié)構(gòu),加之自身比重較小,摻入的纖維含量越多最大干密度越小,而纖維長(zhǎng)度的變化只是空間狀態(tài)的改變,不會(huì)影響纖維在土體中的占比。另外,不同纖維含量和纖維長(zhǎng)度下,加筋土最優(yōu)含水率在素土最優(yōu)含水率附近波動(dòng),但無明顯規(guī)律??赡茉?yàn)椋豪w維和土顆粒組成的混合土體中,影響最優(yōu)含水率的因素較多且較難控制。這里從對(duì)土顆粒重新排列有利和不利兩方面分析。不利方面:(1)玄武巖纖維是一種無機(jī)纖維,表面無羧基、羥基等極性親水基團(tuán),無法與水分子之間形成氫鍵作用力[17]。其在土體中不易分散甚至纏繞打結(jié),影響擊實(shí)效果;(2)纖維的加入影響土顆粒間正常的點(diǎn)-面、邊-面、面-面接觸,顆粒間原有的結(jié)合水重新排列分布。有利方面:玄武巖纖維表明光滑,與土顆粒接觸摩擦較小,對(duì)其移動(dòng)起到一定的潤(rùn)滑作用。

    表5 不同纖維長(zhǎng)度及含量的擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果Table5 Compaction test results of different fiber contents and lengths

    2.2 含水率對(duì)加筋土CBR值影響及分析

    為研究含水率對(duì)加筋土CBR值的影響,進(jìn)行不同含水率纖維加筋土CBR 試驗(yàn)。由于CBR-含水率關(guān)系曲線具有共性,因篇幅有限,選取典型曲線進(jìn)行分析,圖1為20 mm 長(zhǎng)度纖維試驗(yàn)結(jié)果。由圖1可知,含水率對(duì)CBR值影響的變化過程與擊實(shí)曲線相似。隨著含水率的增大,CBR值呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),且CBR 峰值對(duì)應(yīng)的施工最優(yōu)含水率[18]w′op出現(xiàn)在15%附近。出現(xiàn)峰值點(diǎn)的原因是:此含水率條件下土顆粒表面的水膜厚度適中,土顆粒間既不會(huì)因?yàn)楹瘦^低、水膜較薄、摩擦力較大、影響彼此錯(cuò)位滑動(dòng)效果導(dǎo)致土體內(nèi)部存在大量孔隙,也不會(huì)因?yàn)楹瘦^高、水膜較厚、潤(rùn)滑作用較強(qiáng)而降低土顆粒間摩擦強(qiáng)度。此狀態(tài)下土顆粒、纖維、土中結(jié)合水達(dá)到了良好的平衡狀態(tài),適宜的水分利于增強(qiáng)土顆粒間的摩擦力,利于纖維和土顆粒充分接觸、包裹形成一維拉筋作用力,利于纖維隨機(jī)分散、互相搭接形成三維纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)[19],此時(shí)外力引起土體發(fā)生剪切破壞需要做更多功。

    圖1 含水率對(duì)纖維加筋土CBR值的影響Fig.1 Effects of moisture content on CBR value of the fiber reinforced soil

    由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,承載比試驗(yàn)CBR 峰值對(duì)應(yīng)的施工最優(yōu)含水率w′op與擊實(shí)試驗(yàn)最優(yōu)含水率wop不同,前者比后者高1%~3%左右。這說明擊實(shí)試驗(yàn)最優(yōu)含水率wop只能反映土體最密實(shí)狀態(tài),不能表示土體局部抗剪強(qiáng)度(CBR值)的最優(yōu)含水率。施工過程中控制含水率高于最優(yōu)含水率更利于發(fā)揮路基強(qiáng)度。但是纖維加筋土含水率也不能過高,當(dāng)試樣含水率大于施工最優(yōu)含水率,纖維加筋土CBR值出現(xiàn)大幅降低,這一結(jié)果可能和玄武巖纖維自身特性和制樣過程有關(guān)。如前文所述,玄武巖纖維表面無羧基、羥基等極性親水基團(tuán),在水中分散性較差,在較高含水率條件下,纖維在土體中極易聚集成團(tuán)分布不均,一些“薄弱區(qū)域”由于纖維較少易出現(xiàn)破壞面;同時(shí),制樣過程中擊實(shí)錘下落和纖維接觸會(huì)出現(xiàn)“粘錘”現(xiàn)象,纖維被擊實(shí)錘“粘走”導(dǎo)致土體內(nèi)纖維分布更加不均勻,失去自身加筋作用。

    2.3 纖維含量對(duì)加筋土CBR值影響及分析

    圖2 纖維含量對(duì)纖維加筋土CBR值的影響Fig.2 Effects of fiber content on CBR value of the fiber reinforced soil

    為研究纖維含量對(duì)加筋土CBR值的影響,控制各試樣含水率相同,進(jìn)行不同纖維含量加筋土CBR 試驗(yàn)。因篇幅受限,這里給出最優(yōu)含水率為15.1%條件下的試驗(yàn)結(jié)果(圖2)。由圖2可知,加筋土CBR值高于素土,且在0~0.2%纖維含量區(qū)間內(nèi)增長(zhǎng)最快。在纖維長(zhǎng)度20 mm的條件下,纖維含量分別為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%時(shí)對(duì)應(yīng)的CBR值為21.34%、27.57%、26.74%、23.43%,相比素土CBR值(10.3%)分別增長(zhǎng)107%、168%、160%、127%,試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明纖維的摻入能顯著提高試樣CBR值。其主要原因是土體在受到外力破壞過程中,素土(重塑黃土)抵抗剪切破壞的主要方式是土顆粒間的摩擦力。當(dāng)剪切力大于摩擦力時(shí),土體發(fā)生剪切破壞。但是纖維加入土體后,在抵抗剪切破壞過程中除了土顆粒本身發(fā)揮效應(yīng),纖維和土顆粒會(huì)發(fā)生“互動(dòng)”作用,即一維拉筋作用和三維纖維網(wǎng)作用。筋土界面的黏結(jié)力、摩擦力[20]以及纖維互相搭接形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),都會(huì)增加土體抗剪強(qiáng)度。另外,隨著纖維含量的增加,加筋土CBR值呈先增大后減小的趨勢(shì),CBR值峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)纖維含量為0.4%,即加筋土最優(yōu)纖維含量。當(dāng)纖維含量小于最優(yōu)含量(0.4%),加筋土CBR值隨著纖維含量的增加而增加,當(dāng)纖維含量大于最優(yōu)含量(0.4%),加筋土CBR值隨著纖維含量的增加而減小。主要是因?yàn)槔w維含量和土顆?!盎?dòng)”存在最優(yōu)配比,當(dāng)纖維含量小于最優(yōu)含量(0.4%),適量的纖維發(fā)揮一維拉筋作用和三維纖維網(wǎng)作用,CBR值不斷升高直至達(dá)到峰值。當(dāng)纖維含量大于最優(yōu)含量(0.4%),過量的纖維沒有更多的土顆粒與其組成“土筋共同體”,造成其在土體中的冗余,破壞土體整體結(jié)構(gòu)。同時(shí),多余的纖維打結(jié)成團(tuán)容易在土體中形成滑動(dòng)破壞面,強(qiáng)度不增反降。

    2.4 纖維長(zhǎng)度對(duì)加筋土CBR值影響及分析

    為研究纖維長(zhǎng)度對(duì)加筋土CBR值的影響,控制各試樣含水率相同,進(jìn)行不同纖維長(zhǎng)度加筋土CBR 試驗(yàn)。因篇幅受限,這里給出最優(yōu)含水率15.1%條件下的試驗(yàn)結(jié)果(圖3)。由圖3可知,隨著纖維長(zhǎng)度的增加CBR值出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),且在20 mm 纖維長(zhǎng)度條件下CBR值出現(xiàn)峰值。在0.4%纖維含量條件下,纖維長(zhǎng)度分別為5,10,20,40 mm時(shí)對(duì)應(yīng)的CBR值為21.16%、24.61%、27.57%、24.1%,相比素土CBR值10.3%分別增長(zhǎng)105%、139%、168%、134%。這可能與纖維在土體中的數(shù)量(根數(shù))以及其發(fā)揮的作用有關(guān)。當(dāng)纖維含量一定時(shí),較短的纖維(0~20 mm)相比較長(zhǎng)的纖維(20~40 mm)其數(shù)量(根數(shù))越多。隨著纖維長(zhǎng)度的增加,土顆粒和單根纖維接觸面積增大,筋土界面一維拉筋作用增強(qiáng),CBR值升高。但是當(dāng)纖維長(zhǎng)度繼續(xù)增加到某一值時(shí)(本試驗(yàn)為20 mm),雖然土顆粒和單根纖維接觸面積繼續(xù)增大,一維拉筋作用增強(qiáng),但是土體中纖維數(shù)量(根數(shù))越來越少,無法形成有效的應(yīng)力傳遞纖維三維網(wǎng),CBR值反而下降。即纖維在土體中一維拉筋作用力的增加量小于三維纖維網(wǎng)作用力的減少量。

    圖3 纖維長(zhǎng)度對(duì)纖維加筋土CBR值的影響Fig.3 Effects of fiber length on CBR value of the fiber reinforced soil

    這里探討纖維含量、纖維長(zhǎng)度對(duì)增強(qiáng)土體強(qiáng)度發(fā)揮的不同作用。筆者認(rèn)為纖維含量、纖維長(zhǎng)度對(duì)一維拉筋作用力和三維纖維網(wǎng)作用力影響存在4個(gè)階段:(1)當(dāng)纖維含量較低,無論是較短纖維或是較長(zhǎng)纖維,由于纖維含量較少都不足以形成空間三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu),此時(shí)纖維在土體中發(fā)揮的作用主要是一維拉筋作用;(2)當(dāng)纖維含量增加到某一定值,即土體中纖維含量足以構(gòu)成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),此時(shí)纖維在土體中既發(fā)揮一維拉筋作用,也發(fā)揮三維纖維網(wǎng)作用。這時(shí),纖維長(zhǎng)度(數(shù)量)就會(huì)影響二者作用力的大小。纖維越短數(shù)量越多,三維纖維網(wǎng)作用大于一維拉筋作用;纖維越長(zhǎng)數(shù)量越少,一維拉筋作用大于三維纖維網(wǎng)作用;(3)當(dāng)纖維含量較高,無論是較短纖維或是較長(zhǎng)纖維,都會(huì)在土體中形成空間三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu),此時(shí)土顆粒被僅僅包裹在纖維網(wǎng)格中,三維纖維網(wǎng)作用占據(jù)主導(dǎo);(4)當(dāng)纖維含量繼續(xù)升高,過量的纖維會(huì)在土體中冗余,影響空間纖維網(wǎng)作用,土體整體性降低,強(qiáng)度下降。

    2.5 擊實(shí)次數(shù)對(duì)加筋土CBR值影響及分析

    為研究擊實(shí)次數(shù)對(duì)加筋土CBR值的影響,控制各試樣含水率為素土最優(yōu)含水率14.8%,纖維配比為最優(yōu)長(zhǎng)度20 mm 及最優(yōu)含量0.4%,進(jìn)行不同擊實(shí)次數(shù)加筋土CBR 試驗(yàn),同時(shí)將素土作為對(duì)照組(圖4)。由圖4可知,隨著擊實(shí)次數(shù)的增加,加筋土和素土CBR值都呈增大趨勢(shì),且相同擊實(shí)次數(shù)、相同浸水時(shí)間條件下加筋土CBR值始終大于素土。30 擊素土和加筋土浸水4 d 后CBR值分別為2.76%和6.45%;98 擊素土和加筋土浸水4 d 后CBR值分別為10.30%和27.57%,強(qiáng)度分別增長(zhǎng)273%和327%。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,擊實(shí)次數(shù)的增加能顯著提高試樣CBR值,且纖維的加入讓這種收益變得更大。其主要原因是:(1)較大的擊實(shí)功減少土體中的孔隙,結(jié)構(gòu)變得緊密,土顆粒間的摩擦力增強(qiáng);(2)較大的擊實(shí)功破壞纖維表面結(jié)構(gòu)層使其粗糙度增加摩擦系數(shù)變大,筋土界面一維拉筋作用力增大;(3)較大的擊實(shí)功壓實(shí)土體,土顆粒和纖維構(gòu)成空間整體結(jié)構(gòu),利于發(fā)揮三維纖維網(wǎng)作用力。

    圖4 擊實(shí)次數(shù)對(duì)纖維加筋土CBR值的影響Fig.4 Effects of compaction times on CBR value of the fiber reinforced soil

    與較低擊實(shí)功(30~50 擊)加筋土試樣比較發(fā)現(xiàn),較高擊實(shí)功(50~98 擊)加筋土試樣CBR值增速保持不變,而素土CBR值增速減緩。主要原因是,素土在較高擊實(shí)功(50~98 擊)條件下,土體中的孔隙較少,土顆粒之間已達(dá)充分接觸狀態(tài),單一通過提高擊實(shí)功來提升CBR 強(qiáng)度已趨于極限,CBR值增速減緩。相反,加筋土憑借空間纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì),在擊實(shí)功增大后整體結(jié)構(gòu)性進(jìn)一步增強(qiáng),受外界荷載作用后力向土體內(nèi)部、深處傳遞擴(kuò)散,增強(qiáng)了土體抵抗局部剪切破壞的能力,CBR值繼續(xù)升高。

    2.6 浸水時(shí)間對(duì)加筋土CBR值影響及分析

    為研究浸水時(shí)間對(duì)加筋土CBR值的影響,控制各試樣含水率為素土最優(yōu)含水率14.8%,纖維配比為最優(yōu)長(zhǎng)度20 mm 及最優(yōu)含量0.4%,進(jìn)行不同浸水時(shí)間加筋土CBR 試驗(yàn),同時(shí)將素土作為對(duì)照組(圖5)。

    圖5 浸水時(shí)間對(duì)纖維加筋土CBR值的影響Fig.5 Effects of the soaking time on CBR value of the fiber reinforced soil

    由圖5可知,無論素土或是加筋土,不浸水試樣CBR值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于浸水試樣,且隨著浸水時(shí)間的增長(zhǎng)CBR值總體呈遞減趨勢(shì)。在浸水前期階段(0~2 d)CBR值下降明顯,浸水2 d 后CBR值降幅減緩。98 擊條件下,素土和加筋土不浸水試樣CBR值分別為51.01%和65.61%,浸水2 d 后二者CBR值分別為15.27%和30.43%,強(qiáng)度分別降低70%和54%;浸水4 d 后二者CBR值分別為10.30%和27.57%,強(qiáng)度分別降低80%和58%。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明浸水對(duì)試樣CBR值影響較大,但浸水時(shí)間對(duì)試樣CBR值影響較小,且纖維的加入使土體對(duì)浸水時(shí)間的敏感度進(jìn)一步降低。其主要原因是黃土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度由土顆粒間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度和摩擦強(qiáng)度決定,本試樣為重塑非飽和樣,土體強(qiáng)度由土顆粒間的摩擦強(qiáng)度決定[21]。當(dāng)土體在水中浸泡后,土顆粒表面水膜逐漸增厚,潤(rùn)滑作用逐漸增強(qiáng),摩擦強(qiáng)度降低,CBR值急劇降低。但是加筋土中由于纖維的加入使土體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,土顆粒被纖維構(gòu)成的空間網(wǎng)格牢牢束縛其中,有效限制土體遇水后結(jié)構(gòu)破壞速度,加筋土試樣的水穩(wěn)性顯著提高。

    3 結(jié)論

    (1)擊實(shí)試驗(yàn)表明,纖維摻入后對(duì)加筋土最大干密度影響較大,且隨著含量增加最大干密度呈遞減趨勢(shì)。

    (2)纖維加筋土CBR值隨含水率的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),存在“施工最優(yōu)含水率”且相比擊實(shí)試驗(yàn)最優(yōu)含水率高1%~3%左右,路基工程中建議選用施工最優(yōu)含水率w′op更能發(fā)揮纖維加筋土強(qiáng)度。

    (3)探討纖維含量、纖維長(zhǎng)度對(duì)加筋作用影響的四個(gè)階段,確定本試驗(yàn)最優(yōu)配比為纖維含量0.4%,纖維長(zhǎng)度20 mm。

    (4)纖維的摻入使通過提高擊實(shí)功帶來的強(qiáng)度收益變得更大,98 擊素土相比30 擊素土CBR值提高273%,加入纖維后強(qiáng)度提升327%。

    (5)浸水對(duì)試樣CBR值影響較大,浸水時(shí)間對(duì)試樣CBR值影響較小,且纖維的加入使試樣對(duì)浸水時(shí)間的敏感度進(jìn)一步降低。實(shí)際工程中可通過摻入纖維增加路基填料的水穩(wěn)性。

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