关键词：
压缩特性
养护龄期
蛋壳粉
粉煤灰
力学特性
软黏土
土体稳定
强度特性
摘要：
近年来,对可持续和生态友好型的岩土工程解决方法的追求推动了对于创新土体稳定技术的广泛研究。利用废弃物改良土体,如粉煤灰（FA）和蛋壳粉（ESP）,因其具有改善问题土体岩土力学性质的潜力而受到广泛关注。尽管在现实中,缺乏这两种材料在土体改良中结合应用的研究。本研究的核心目的是评估蛋壳粉含量和养护龄期对粉煤灰改良软粘土的压缩和强度性能的影响。土样的制备涉及到在不同的养护间隔（2小时、7天和28天）,将20%的粉煤灰和不同含量的蛋壳粉（0%、4%、8%和12%）混合。对于一维固结、直接剪切强度和无侧限抗压抗压强度的重点进行了一系列大量的实验测试。本研究的结果不仅强调了粉煤灰作为稳定剂的有效性,而且表明了粉煤灰与蛋壳粉在改善土体性质方面的协同作用。这项研究可为工程实践提供有价值的参考,特别是在需要软粘土土体改良策略的地基和其他建筑项目中。综上所述,各项成果如下:
（1）与未处理软粘土的高压缩性相比,粉煤灰加固软粘土的压缩性显著降低。此外,ESP含量越高,曲线越平滑,表明ESP含量的增加时压缩性降低。此外,在相同ESP含量下,不同养护龄期的样品的孔隙率随着加载压力的增加而减小。无论ESP含量如何,显而易见,养护龄期较长的试样压缩性明显小于养护龄期较短的试样,这突出了养护龄期的延长会导致蛋壳粉粉煤灰改良软粘土试样的压缩性降低。粉煤灰和蛋壳粉改良粘土的e-logp曲线呈现出两条明显的直线,与未处理土的线性模式不同。这些曲线表明,土体屈服前（p＜p’y）,压缩性较小。然而,在屈服发生后（p＞p’y）,压缩性变得显著。屈服前,压缩指数Cc会随着蛋壳粉（ESP）含量的增加略有下降,表明对土体压缩性的影响很小。相反,C’c会随着ESP含量的增加而显著下降。养护龄期对屈服前Cc影响较小,但对屈服后C’c影响显著。ESP含量越高,特别是超过8%时,屈服应力越明显。此外,屈服应力随着养护龄期的延长而持续增加,特别是在7天后,这表明材料强度随着时间的推移而不断提高。
（2）当ESP含量为0%时,即在软粘土中单独添加粉煤灰时,稳定样品的抗剪强度值比未经处理的试样高。此外,未经处理的土的抗剪强度与垂直应力曲线位于处理后的土的抗剪强度与垂直应力曲线之下,并且在所有养护期间保持不变。对于ESP含量较高的试样,剪切应力-水平位移曲线始终高于ESP含量较低的试样。粉煤灰改良软粘土试样中ESP含量越高,其抗剪强度越大,说明ESP含量增强了粉煤灰的稳定作用。对于养护龄期较长的试样,剪切应力-水平位移曲线高于养护龄期较短的试样。从图中可以看出,随着养护龄期的延长,抗剪强度呈线性增长,表明养护龄期越长,抗剪强度越大。对于未经处理的土样,其黏聚力（c=10.1k Pa）和内摩擦角（φ=11.3°）比处理后的土样低。随着养护时间的延长,稳定土的黏聚力和内摩擦角均逐渐升高。随着养护龄期的延长,黏聚力和内摩擦角逐渐增大。在相同的养护间隔下,随着ESP用量的增加,改性土样的黏聚力和内摩擦角也随之增加,且呈线性规律。
（3）未处理土的UCS为4.5kPa,明显小于处理土的UCS。与处理后的土样相比,在未处理软粘土的应力-应变曲线中可以看到几乎水平的线性发展模式。所有试样都表现出应变软化,且与养护龄期较短的试样相比,养护龄期较长的试样始终有更高的最大应力值。在经过28天、7天和2小时的养护后,分别在轴向应变的6%、10%和12%内达到峰值后,轴向应力值在龄期前期（2小时和7天）呈现温和下降,在龄期后期28天出现明显下降。这说明随着养护龄期的延长,胶凝反应变得更加活跃和有效,从而强度发展速度加快,随后轴向应力在达到峰值后显著下降。在相同养护时间下,ESP含量低的试样轴向应力-应变曲线位于ESP含量高的试样下方。因此,随着ESP含量的增加,UCS逐渐增大,说明蛋壳粉对粉煤灰稳定软粘土的强度有积极影响。在ESP含量相同的情况下,养护龄期长的试样的轴向应力-应变曲线高于养护龄期短的试样。因此,随着养护时间的延长,粉煤灰和蛋壳粉改良软粘土试样的UCS增加,表明蛋壳粉对粉煤灰养护过程的持续促进作用。
欢迎来到三峡大学图书馆！
