凍融作用下纖維加筋固化鹽漬土的抗壓性能與微觀結(jié)構(gòu)

柴壽喜，張 琳，魏 麗，田萌萌

（天津城建大學(xué)地質(zhì)與測(cè)繪學(xué)院, 天津 300384）

受北方濱海地區(qū)的自然與地質(zhì)環(huán)境影響，鹽漬土易發(fā)生凍脹與融沉、鹽脹與溶陷工程危害，產(chǎn)生地基塌陷、路面起伏、開裂等一系列工程問題[1]，針對(duì)此問題已有眾多學(xué)者開展了研究工作。魏麗等[2]、姜宇波等[3]以石灰固化鹽漬土的無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)與三軸壓縮試驗(yàn)，證實(shí)增加石灰摻量可提高鹽漬土的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性，且石灰固化土的強(qiáng)度可滿足高速公路和一級(jí)公路底基層的強(qiáng)度要求。齊吉琳等[4]試驗(yàn)分析凍融土的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)及變化機(jī)理，認(rèn)為凍融改變了土的結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致土骨架的膨脹與縮小。朱敏等[5]、呂前輝等[6]通過(guò)測(cè)試聚丙烯纖維加筋土的抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度與變形性能，認(rèn)為在最優(yōu)含水率附近，纖維加筋土的抗壓性能和抗剪性能最優(yōu)。唐朝生等[7]、徐敏普等[8]分析纖維加筋的增強(qiáng)機(jī)理，發(fā)現(xiàn)纖維加筋顯著提高了土的峰值強(qiáng)度，并提升了土的殘余強(qiáng)度。陳誠(chéng)等[9]以掃描電鏡試驗(yàn)觀察木質(zhì)素纖維改良土，發(fā)現(xiàn)纖維在土中搭建了三維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，使土的孔隙減小，增強(qiáng)了土顆粒間的聯(lián)結(jié)力，降低了凍融對(duì)土的損傷。袁志輝等[10]通過(guò)核磁試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨干濕循環(huán)次數(shù)增加，土顆粒分散，顆粒間距增加，顆粒間連接方式由面/面轉(zhuǎn)變?yōu)槊?邊、面/角接觸，孔隙增多。安愛軍等[11]、呂擎峰等[12]通過(guò)聯(lián)合運(yùn)用核磁共振與掃描電鏡技術(shù)，分析固化前后土的孔隙變化及分布規(guī)律，固化后土呈蜂窩狀、骨架狀、海綿狀等混合結(jié)構(gòu)，顆粒間的膠結(jié)程度增強(qiáng)，孔隙連通性下降，有效抑制了土的脹縮。丁建文等[13]、張英等[14]采用壓汞法研究固化土的孔隙變化，對(duì)比了固化土的孔隙結(jié)構(gòu)、體積及分布特征。

目前，固化土的力學(xué)性能與微觀結(jié)構(gòu)研究成果較多，但針對(duì)凍融后纖維加筋固化鹽漬土的抗壓強(qiáng)度與孔隙特征之間的相關(guān)性、抗凍融性能及其變化規(guī)律還需要系統(tǒng)探索。據(jù)此，開展了凍融作用下的石灰固化鹽漬土、纖維與石灰加筋固化鹽漬土的無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)，以研究不同壓實(shí)度條件下土的抗壓性能和抗凍融性能；借助掃描電鏡、核磁共振、壓汞試驗(yàn)，研究?jī)鋈谇昂? 種土的孔隙特征及變化規(guī)律；建立宏觀力學(xué)指標(biāo)與微觀結(jié)構(gòu)指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系，以探尋纖維加筋對(duì)提高固化土的抗壓性能和抗凍融性能的積極作用。研究成果可為北方鹽漬土地區(qū)的工程建設(shè)提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)材料及試樣制備

1.1 試驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)用土取自天津?yàn)I海新區(qū)獨(dú)流減河?xùn)|風(fēng)大橋處。鹽漬土的物理性質(zhì)指標(biāo)為：風(fēng)干含水率2.8%，含鹽量2.9%，液限29.6%，塑限17.6%，塑性指數(shù)12，最優(yōu)含水率16.8%，最大干密度1.73 g/cm3。

熟石灰的主要成分為Ca(OH)2，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%。選擇石灰摻加量為干土質(zhì)量的6%、8%和10%。

聚丙烯纖維絲的物理力學(xué)指標(biāo)為：密度0.91 g/cm3，直徑20 μm，導(dǎo)熱性極低，彈性模量3 500 MPa，抗拉強(qiáng)度500 MPa，斷裂延伸率15%。

1.2 制樣與養(yǎng)護(hù)

纖維加筋長(zhǎng)度為試樣直徑的1/3[15]。將鹽漬土風(fēng)干、碾碎，過(guò)1 mm 篩。將土與聚丙烯纖維拌和均勻，額外摻加石灰質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的水[16]，加水后再次均勻拌和，裝入密閉塑料袋，浸潤(rùn)24 h。制樣前，摻入石灰，再次將混合料拌和均勻。

制樣筒內(nèi)壁涂抹黏稠油脂，避免在脫模過(guò)程中破壞試樣。采用雙向靜壓法，分3 層裝入混合料。每次壓實(shí)后用刮土刀將其表面菱形刮毛，以免出現(xiàn)薄弱面。在制樣筒內(nèi)靜置試樣10 min，緩慢推出。將試樣放入恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)28 d。

試樣直徑61.8 mm、高度125 mm；聚丙烯纖維長(zhǎng)度19 mm、質(zhì)量加筋率0.2%；以最優(yōu)含水率和90%、93%和96%壓實(shí)度制樣。制備未凍融試樣各1 組、凍融試樣各15 組，每組6 個(gè)試樣。

凍融試驗(yàn)前，將試樣包裹2 層保鮮膜，以免凍融過(guò)程中水分流失。

1.3 試驗(yàn)條件與試驗(yàn)設(shè)備

天津市近50年氣象資料顯示，天津冬季最低氣溫-18℃，春季平均氣溫20 ℃。為此設(shè)定凍融試驗(yàn)的凍結(jié)溫度-20 °C、融化溫度20 °C；凍結(jié)12 h 并融化12 h 為1 次凍融；凍融次數(shù)為0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15。

使用凍融試驗(yàn)箱（型號(hào)DR-2A）進(jìn)行凍融試驗(yàn)、無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)儀（型號(hào)CBR-2）進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，量力環(huán)系數(shù)31.424 N/0.01 mm，試驗(yàn)速率1 mm/min；使用Leica QWin5000 圖像處理軟件分析土的微觀結(jié)構(gòu)圖像；由核磁共振成像分析儀（型號(hào)MesoMR23-060H-I）完成核磁共振試驗(yàn)；使用全自動(dòng)壓汞儀（型號(hào)Auto Pore lv9500），獲得土的孔徑與孔隙數(shù)值。

2 2 種土的凍融試驗(yàn)結(jié)果

2.1 優(yōu)選石灰摻量

課題組的前期試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)[17]，6%是石灰摻量下限值，因此分別以石灰摻量6%、8%和10%固化鹽漬土。圖1 為石灰摻量6%、8%和10%固化土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。

圖1 3 個(gè)石灰摻量固化鹽漬土的應(yīng)力-應(yīng)變Fig.1 Stress-strain curves of lime-soil with three lime content

固化土的軸向應(yīng)力均隨石灰摻量增加而升高。應(yīng)力達(dá)到峰值后，石灰摻量6%和8%的固化土抗壓強(qiáng)度逐漸下降，且具有一定的殘余強(qiáng)度；石灰摻量10%固化土的軸向應(yīng)力達(dá)到峰值后急劇下降為零。石灰與土顆粒、水、CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在土中形成膠凝材料和較大團(tuán)聚體，使得土的抗壓強(qiáng)度與抗變形性能增強(qiáng)。適宜石灰摻量為8%。

2.2 抗壓強(qiáng)度

以石灰摻量8%、聚丙烯纖維長(zhǎng)度19 mm、質(zhì)量加筋率0.2%為條件，制備石灰固化鹽漬土和纖維與石灰加筋固化鹽漬土。圖2 為壓實(shí)度90%、93%和96%的石灰固化土和纖維與石灰加筋固化土的抗壓強(qiáng)度隨凍融次數(shù)變化曲線。纖維與石灰加筋固化土的抗壓強(qiáng)度均大于石灰固化土，摻加纖維提高了土的抗壓強(qiáng)度。凍融1～3 次，石灰固化土和纖維與石灰加筋固化土的抗壓強(qiáng)度降幅最大；凍融4～7 次，降幅減小；凍融8～10 次，降幅趨緩；凍融11～15 次，抗壓強(qiáng)度逐漸穩(wěn)定。

圖2 2 種土在3 個(gè)壓實(shí)度下抗壓強(qiáng)度隨凍融次數(shù)的變化Fig.2 Unconfined compressive strength of lime-soil and fiber-lime-soil in three compactness vs freezing-thawing cycle

3 個(gè)壓實(shí)度石灰固化土和纖維與石灰加筋固化土的抗壓強(qiáng)度下降率（與未凍融土的抗壓強(qiáng)度相比）如圖3 所示。

圖3 2 種固化土的抗壓強(qiáng)度隨凍融次數(shù)的下降率Fig.3 Decrease rate of the compressive strength of lime-soil and fiber-lime-soil with freezing-thawing cycle

隨凍融次數(shù)增加，抗壓強(qiáng)度的下降率增大，下降率的變化規(guī)律與抗壓強(qiáng)度變化規(guī)律一致。纖維與石灰加筋固化土的下降率低于石灰固化土，其抗凍融性能優(yōu)于石灰固化土。

在凍融作用下，孔隙水經(jīng)歷了水-冰-水的循環(huán)過(guò)程，土顆粒之間的粘結(jié)作用降低，試樣內(nèi)部孔隙增多并出現(xiàn)微裂隙，導(dǎo)致試樣結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度大幅下降[18]。纖維在土中隨機(jī)分布與交織分布，纖維與土的摩擦作用和纖維對(duì)土的空間約束作用限制了土的凍脹變形破壞程度。

2.3 軸向應(yīng)力-軸向應(yīng)變

凍融0，1，2，5，7，10，12，15 次，壓實(shí)度90%、93%和96%的石灰固化土和纖維與石灰加筋固化土的軸向應(yīng)力-軸向應(yīng)變曲線見圖4。

對(duì)比圖4，凍融作用下，壓實(shí)度90%、93%和96%石灰固化土、纖維與石灰加筋固化土的軸向應(yīng)力-軸向應(yīng)變的變化規(guī)律基本一致。

圖4 不同凍融次數(shù)時(shí)2 種土在3 種壓實(shí)度下的軸向應(yīng)力-軸向應(yīng)變Fig.4 Axial stress-axial strain curves of lime-soil and fiber-lime-soil in three compactness of different freezing-thawing cycles

隨應(yīng)變?cè)黾樱? 種土的應(yīng)力增大，應(yīng)力達(dá)峰值后，試樣發(fā)生不同程度的破壞；應(yīng)變繼續(xù)增加，峰值應(yīng)力下降，最后逐漸平緩。纖維與石灰加筋固化土的應(yīng)力均大于石灰固化土，殘余強(qiáng)度降幅較小。這表明，摻加纖維提高了凍融土的韌性。壓實(shí)度96%纖維與石灰加筋固化土的抗變形性能最好，壓實(shí)度90%石灰固化土的最差。

相同凍融次數(shù)，隨壓實(shí)度增大，2 種土的峰值強(qiáng)度增加，軸向應(yīng)力-軸向應(yīng)變曲線的斜率增大，纖維與石灰加筋固化土的峰值應(yīng)力大于石灰固化土。壓實(shí)度越大，土顆粒與纖維的摩擦力和聯(lián)結(jié)力越大。纖維加筋有效約束了土顆粒位移，限制了土的變形，減弱了凍融對(duì)土的劣化作用。

相同壓實(shí)度，隨凍融次數(shù)增加，石灰固化土的峰值應(yīng)力減小，凍融降低了土的強(qiáng)度，使得土逐漸趨于塑性破壞，水分不斷遷移，土顆粒的排列方式被破壞，降低了土的抗變形性能。凍融前期，強(qiáng)度下降明顯；凍融后期，土顆粒間的聯(lián)結(jié)達(dá)到新的平衡狀態(tài)，此時(shí)土的變形破壞程度減弱。

2.4 試樣的破壞形態(tài)

凍融0，1，2，5，7，10，12，15 次2 種土試樣的抗壓破壞形態(tài)如圖5 所示。隨凍融次數(shù)增加，土的強(qiáng)度減弱，破壞程度增加。未凍融石灰固化土出現(xiàn)貫通裂隙，破壞程度較為嚴(yán)重；凍融1～3 次，試樣裂隙增多，邊角掉落碎渣，強(qiáng)度大幅下降；凍融4～7 次，裂隙變寬，試樣有部分碎渣掉落，強(qiáng)度降幅減?。粌鋈?～10 次，試樣掉落碎渣明顯增多，強(qiáng)度緩慢下降；凍融11～15 次，試樣多貫通裂隙，裂隙處片狀剝落增多，完整性較差。

圖5 不同凍融次數(shù)石灰固化土和纖維與石灰加筋固化土試樣的抗壓破壞形態(tài)Fig.5 Failure patterns of the lime-soil and fiber-lime-soil under different freezing-thawing cycles

纖維與石灰加筋固化土裂隙較窄且數(shù)量較少，破裂面呈現(xiàn)“裂而不斷”及表面“起皮”現(xiàn)象，邊角完整性較好。這表明摻加纖維減少了裂隙數(shù)量，減小了裂隙寬度，改變了裂隙發(fā)展方向，降低了裂隙貫通率，弱化了土的凍融破壞作用，提升了土的強(qiáng)度與抗變形性能。

3 土的孔隙分布特征

3.1 掃描電鏡試驗(yàn)

對(duì)比石灰固化土和纖維與石灰加筋固化土試驗(yàn)結(jié)果，摻入纖維后，土的凍融損傷減弱，抗變形性能提高。石灰固化土和纖維與石灰加筋固化土的掃描電鏡微觀形貌如圖6 所示。

圖6 石灰固化土和纖維與石灰加筋固化土的掃描電鏡影像Fig.6 SEM images of the lime-soiland the fiber-lime-soil

未凍融的土顆粒間的膠結(jié)與整體性較好，凍融1～3 次，孔隙開始發(fā)育，整體性變差；凍融4～7 次后，孔隙明顯增大，貫通孔隙增加；凍融8～10 次，碎渣增多，破壞程度較大；凍融11～15 次，裂隙明顯增多且增寬。說(shuō)明隨凍融次數(shù)增加，試樣微觀上破壞增強(qiáng)；宏觀上表現(xiàn)為凍融對(duì)力學(xué)性質(zhì)的劣化影響，即凍融次數(shù)增加，試樣的抗壓強(qiáng)度降低，裂縫逐漸增大。

纖維深埋于土中，表面粘附有石灰固化土團(tuán)粒，周圍被土顆粒包裹、擠壓，可有效阻止土顆粒位移與變形，因此提高了石灰固化土的力學(xué)性能，增強(qiáng)了土的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。纖維在土中呈纖維交織和筋土摩擦2 種分布形式。加筋土受外力作用時(shí)，纖維的空間約束作用和筋土摩擦作用使土中的裂隙很難發(fā)育，且對(duì)裂隙的擴(kuò)展起到抑制作用。

3.2 核磁共振試驗(yàn)

凍融0，1，2，5，7，10，12，15 次、3 個(gè)壓實(shí)度石灰固化土、纖維與石灰加筋固化土孔隙半徑與孔隙體積占比之間的變化曲線如圖7 所示。

圖7 3 種壓實(shí)度石灰固化土和纖維與石灰加筋固化土的孔隙半徑與孔隙體積占比Fig.7 Pore radius vs pore volume of the lime-soil and the fiber-lime-soil with three compactness under some freezing-thawing cycles

2 種固化土的孔隙半徑集中在 0.01～10 μm?？砂纯紫栋霃絼澐? 類孔隙：微孔隙（0 μm＜d≤1 μm）、小孔隙（1 μm＜d≤3 μm）、中孔隙（3 μm＜d≤10 μm）、大孔隙（10 μm＜d≤100 μm）。

石灰固化土和纖維與石灰加筋固化土的孔隙半徑與孔隙體積占比曲線呈3 峰分布：隨凍融次數(shù)增加，波峰持續(xù)向右移動(dòng)，主峰（波峰1）向下移動(dòng)，次峰（波峰2 和波峰3）向上移動(dòng)。說(shuō)明微孔隙和小孔隙減少，中孔隙和大孔隙增加，大孔隙增加幅度小于中孔隙?？紫扼w積占比（百分比）見表1。

表1 不同凍融次數(shù)3 個(gè)壓實(shí)度2 種土的孔隙體積占比Table 1 Volume proportion of the lime-soil and fiber-lime-soil in three compactness under some freezing-thawing cycles /%

試樣以微孔隙為主，存在部分中孔隙和較少大孔隙。凍融1～3 次，微孔隙和小孔隙較快減少，中孔隙和大孔隙較快增加；凍融4～7 次，微孔隙和小孔隙緩慢減少，中孔隙和大孔隙緩慢增加；凍融8～10 次，微孔隙和小孔隙較慢增加，中孔隙和大孔隙較快減少；凍融11～15 次，孔隙變幅平緩。

壓實(shí)度增大，微孔隙體積占比增加，大孔隙體積占比減小，孔隙體積占比整體變幅減慢。壓實(shí)度相同，隨凍融次數(shù)增加，強(qiáng)度逐漸減小，微孔隙和小孔隙體積逐漸減小，中孔隙和大孔隙體積均增大，且大孔隙體積占比增幅最小。不同凍融次數(shù)，壓實(shí)度增大孔隙體積減少；相同凍融次數(shù)，纖維與石灰加筋固化土的孔隙體積占比均小于石灰固化土，表明摻加纖維有助于減少孔隙體積，孔隙變化規(guī)律與力學(xué)特征變化規(guī)律相吻合。

原因是，凍融破壞了土顆粒的排列形式，使試樣裂隙擴(kuò)張或貫通。小孔隙不斷擴(kuò)展，逐漸轉(zhuǎn)化為中孔隙和大孔隙。壓實(shí)度較大，土顆粒聯(lián)結(jié)緊密，阻礙土中水的遷移，有效抑制了凍脹[19]。

3.3 壓汞試驗(yàn)

凍融0，1，2，5，7，10，15 次石灰固化土、纖維與石灰加筋固化土的孔隙分布特征如圖8 和圖9 所示。試樣的孔隙直徑為0.005～100 μm。圖8（a）和圖9（a）中，d≤0.1 μm 的孔隙體積累計(jì)曲線較陡，該區(qū)間孔隙較多；0.1 μm＜d≤10 μm 的孔隙體積累積曲線較平緩，該部分孔隙較少；10 μm＜d≤100 μm 的孔隙體積累計(jì)曲線最平緩，>10 μm 的孔隙更少。凍融15 次石灰固化土孔隙總體積達(dá)0.17 mL/g，為最大值。

圖8 不同凍融次數(shù)石灰固化土孔隙分布特征Fig.8 Pore distribution characteristics of the lime-soil under different freezing-thawing cycles

圖9 不同凍融次數(shù)纖維與石灰加筋固化土孔隙分布特征Fig.9 Pore distribution characteristics of the fiber-lime-soil under different freezing-thawing cycles

鑒于某孔徑孔隙體積曲線有4 個(gè)明顯區(qū)間，據(jù)此將孔隙劃分4 類：微孔隙（0.005 μm＜d≤0.04 μm）、小孔隙（0.04 μm＜d≤0.5 μm）、中孔隙（0.5 μm＜d≤10 μm）、大孔隙（10 μm＜d≤100 μm）。

隨凍融次數(shù)增加，石灰固化土和纖維與石灰加筋固化土的孔徑均增大，峰值和峰寬總體呈下降趨勢(shì)。微孔隙曲線形狀和位置變化較小，小孔隙、中孔隙和大孔隙曲線的峰值和峰寬變化較大，表明凍融對(duì)微孔隙影響較小，對(duì)大孔隙影響較大，對(duì)小孔隙和中孔隙影響最大。

隨凍融次數(shù)增加，固化土的孔隙直徑增大，孔隙總體積增加。凍融前后纖維與石灰加筋固化土進(jìn)汞曲線的間隔距離小于石灰固化土，表明纖維加筋有效抑制了孔徑增大和孔隙增加，改變了土的孔隙分布特征。隨凍融次數(shù)增加，孔隙數(shù)量增多，經(jīng)過(guò)反復(fù)凍融，小孔隙和中孔隙連通形成大孔隙，宏觀上表現(xiàn)為土的強(qiáng)度下降，抗變形性能降低，這一結(jié)論與抗壓試驗(yàn)得出的結(jié)果相吻合。

凍融0，1，2，5，7，10，15 次石灰固化土、纖維與石灰加筋固化土的孔隙指標(biāo)見表2。

表2 凍融前后石灰固化土和纖維與石灰加筋固化土的孔隙指標(biāo)Table 2 Pore indices of the lime-soil and fiber-lime-soil before and after freezing-thawing cycles

隨凍融次數(shù)增加，土的孔隙率增加，孔隙率的增長(zhǎng)率增大。凍融作用下纖維與石灰加筋固化土的孔隙面積、平均直徑、孔隙率及孔隙率的增長(zhǎng)率均小于石灰固化土。

凍融1～3 次，孔隙率快速增大；凍融4～7 次，孔隙率較慢增加；凍融8～10 次，孔隙率緩慢增大；凍融11～15 次，孔隙率快速增加。

隨凍融次數(shù)增加，孔徑和孔隙體積逐漸增大，孔隙更容易連通，土的結(jié)構(gòu)損傷越來(lái)越嚴(yán)重[20]。宏觀上表現(xiàn)為明顯的變形破壞，裂隙逐漸增大，貫穿整個(gè)試樣。凍融作用下，小孔隙逐漸擴(kuò)展為大孔隙，且有新孔隙形成，孔隙率增大，土的抗變形性能降低。纖維與石灰加筋固化土孔隙率的增長(zhǎng)率小于石灰固化土，表明纖維約束了大孔隙和裂隙的產(chǎn)生，減弱了凍融對(duì)土的結(jié)構(gòu)破壞。

4 結(jié)論

（1）隨凍融次數(shù)增加，石灰固化土和纖維與石灰加筋固化土的抗壓強(qiáng)度、孔隙體積、孔隙率均呈4 個(gè)階段變化：凍融1～3 次，強(qiáng)度降幅最大，微孔隙和小孔隙較快減少，中孔隙和大孔隙較快增加，孔隙率快速增大；凍融4～7 次，強(qiáng)度降幅減小，微孔隙和小孔隙緩慢減少，中孔隙和大孔隙較慢增加，孔隙率較慢增加；凍融8～10 次，強(qiáng)度降幅趨緩，微孔隙和小孔隙緩慢增加，中孔隙和大孔隙較快減少，孔隙率緩慢增大；凍融11～15 次，強(qiáng)度和孔隙變化逐漸穩(wěn)定，孔隙率快速增加。

（2）在任意凍融次數(shù)下，纖維與石灰加筋固化土的抗壓強(qiáng)度均大于石灰固化土。隨機(jī)分布與交織分布的纖維發(fā)揮著筋土摩擦與空間約束作用，增強(qiáng)了土的抗壓強(qiáng)度和抗凍融性能，并提高了土的殘余強(qiáng)度。

（3）隨凍融次數(shù)增加，各孔隙組的占比發(fā)生變化。微孔隙和小孔隙體積占比減小，中孔隙和大孔隙體積占比增加。隨壓實(shí)度增大，微孔隙和小孔隙體積占比增加，大孔隙體積占比減小，其中大孔隙增加幅度小于中孔隙。

（4）纖維加筋抑制了土的孔徑和孔隙體積的增加。纖維加筋使得土的孔隙面積、平均直徑、孔隙率及孔隙率的增長(zhǎng)率減小，減弱了凍融對(duì)土結(jié)構(gòu)的破壞，并減小了土中裂隙的數(shù)量與寬度。