氣泡混合土在道路結(jié)構(gòu)層中應(yīng)用的試驗研究.pdf

1、隨著我國道路交通量和交通荷載的日益增加，建設(shè)中所存在的高填土路基、軟土地基處理、沉降差異、邊坡穩(wěn)定等問題對道路基層和路基的質(zhì)量和耐久性有著重要的影響，氣泡混合土技術(shù)應(yīng)用對這些問題的解決具有重要意義。論文進行了氣泡混合土的制備與強度性能研究，并創(chuàng)新性的制備出透水性氣泡混合淤泥土，對其透水性能影響因素進行分析；系統(tǒng)地探討了氣泡混合土強度的影響因素及變化規(guī)律和最優(yōu)配合比，給出了其應(yīng)用于各道路結(jié)構(gòu)層的使用范圍。從微觀上分析和闡述了各種因素對強度

2、的影響，運用ANSYS軟件建立氣泡混合土模型并對分析了受壓過程中的應(yīng)力分布，對模型計算值和實驗值進行誤差分析。論文的主要內(nèi)容包括：
　　(1)在泡沫混凝土配合比設(shè)計的計算方法和試驗方法上基礎(chǔ)上對氣泡混合土和透水性氣泡混合淤泥土的配合比設(shè)計進行了改進和調(diào)整，并制備出了滿足強度和密度要求的試樣。
　　(2)通過抗壓強度試驗發(fā)現(xiàn)影響氣泡混合土強度的因素主要有：原料土摻量、泡沫量、水灰比和試樣養(yǎng)護齡期，揭示了抗壓強度隨各影響因素的變

3、化規(guī)律。確定了在道路結(jié)構(gòu)層中的使用范圍，得到7天和28天的氣泡混合粘土CBR與抗壓強度的關(guān)系式。提出了正交試驗條件下的氣泡混合土最優(yōu)配合比為：淤泥土（粘土）摻量20％，水灰比0.5，泡沫摻量24g/L。
　　(3)研究了透水性氣泡混合淤泥土的制備，結(jié)果表明，影響氣泡混合淤泥土強度和透水系數(shù)的主要影響因素是砂摻量和水灰比。低水灰比條件下更容易獲得透水性能良好的氣泡混合淤泥土，此條件下最優(yōu)的透水性氣泡混合淤泥土的配比為：水灰比0.28

4、，砂摻量為40%，減水劑摻量為0.90%，可將其用于公路透水路基填筑。
　　(4)采用掃描電鏡技術(shù)，觀察內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，定性研究了氣泡混合土的強度微觀機理。研究表明：水泥顆粒通過改變原料土的狀態(tài)增加其強度，水灰比、泡沫添加量、齡期的變化改變了氣泡混合土的孔結(jié)構(gòu)和內(nèi)部水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。
　　(5)根據(jù)所測氣泡混合土孔隙率和平均孔徑，利用ANSYS軟件建立對應(yīng)的有限元模型，通過計算得到受力過程中模型應(yīng)力分布圖，發(fā)現(xiàn)各組最大應(yīng)力主要分布在

5、相鄰孔隙之間的實體部分，較小應(yīng)力主要分布在實體尺寸較大的部分?？箟簭姸群奢d下計算得到的最大單位荷載應(yīng)力相比試驗最大單位荷載應(yīng)力均較小，氣泡混合淤泥土誤差范圍為12.15%～18.73%，氣泡混合粘土誤差范圍為3.15%～12.15%。淤泥土雜質(zhì)含量高，穩(wěn)定性低等特點使氣泡混合淤泥土誤差范圍較大。有限元計算模型可以為預(yù)測氣泡混合土抗壓強度提供參考。
　　研究表明，氣泡混合土強度能夠滿足道路不同結(jié)構(gòu)層使用要求，透水性氣泡混合淤泥土可用