聚氨酯型固化剂加固砂性土抗压试验及破坏模式

针对砂性土结构松散的问题,采用聚氨酯型固化剂对其进行改良,对不同固化剂含量及养护时间的改良砂性土进行了无侧限抗压试验,并对其加固程度及破坏模式进行分析。结果表明:聚氨酯型固化剂改良的砂性土无侧限抗压强度得到一定程度的提高;当养护时间一定时,改良砂性土的抗压强度和残余强度随着固化剂含量增加而增加,峰值应变反而减小;当固化剂含量一定时,改良砂性土的抗压强度。残余强度及峰值应变均随着养护时间增加而增加;抗压强度、残余强度及峰值强度在含量为30%,养护时间为48 h时,基本达到最佳加固效果;在无侧限压缩破坏后,养护初期的破坏形态为“X”形、“Y”形剪切带破坏,在养护中期为“花瓣状”破坏,养护后期为锥形缝合线状破坏。     

高分子固化剂-植被复合改良砂土抗冲刷特性

通过在砂土边坡加入不同量的固化剂和纤维,研究高分子固化剂对植被生长的影响和复合改良砂土的抗冲刷能力,并通过扫描电镜对改良机理进行分析,得到以下结论:随着固化剂质量分数的增加,种子发芽率降低,而加入聚丙烯纤维后,植物生长情况更好。高分子固化剂与植物共同加固后的砂土坡面具有更好的抗冲刷能力,土体的黏聚力和内摩擦角均有明显增大。喷洒在砂土表层的高分子固化剂在边坡表层形成一定厚度的固化层,使得加固后的砂土具有较好的抗冲刷能力。边坡上的植物茎叶能够对降雨起到截留作用,避免水滴直接冲击砂土表层,且植物根系起到加筋作用,有效增大土体强度,从而使通过高分子固化剂和植被共同加固后的砂土坡面具有更好的抗冲刷能力。     

干湿循环条件下生物聚合物改良砂土强度特性

通过无侧限抗压强度试验和三轴剪切试验对生物聚合物(XG)/砂土复合材料强度特性进行研究，分析不同XG含量(与砂土质量比)和不同干湿循环次数对XG/砂土的强度特性的影响，并利用扫描电子显微镜和低场核磁共振分析仪对不同XG/砂土的微观结构进行分析与研究。研究结果表明：随着XG含量的增加，XG/砂土的无侧限抗压强度、峰值偏应力和黏聚力均发生增强，内摩擦角在27°～32°范围内变化。随着干湿循环的次数的增加，XG/砂土的无侧限抗压强度、峰值偏应力和黏聚力均发生一定的减小。当经历4次干湿循环时，XG/砂土的强度降幅为28.57%。随着干湿循环次数的继续增加，强度的降幅趋于平缓。生物聚合物可以在砂土表面和孔隙中形成大量的网状结构，大量的网状结构相互连接为网状膜将砂土连接为一个整体。环境中水分的变化会使得网状膜产生一定的损伤，使得XG/砂土的力学性质降低。但相较于未经改良的砂土，XG/砂土仍然拥有较强的结构性能和力学性能。     

有机复合客土基材接触面剪切力学特性试验

为研究高分子材料和接触面粗糙度对土-岩接触面剪切力学性能的影响，设计预制混凝土模块作为岩面相似材料，开展一系列改进型直剪试验，分析高分子材料和接触面粗糙度的影响规律，并结合扫描电镜试验深入揭示高分子材料的改良机制。结果表明，高分子材料主要通过提高黏聚力极大地改善基材土和接触面的剪切力学性能，掺量2%的基材试样黏聚力达41.76 kPa,提高了约3倍。掺量2%的不同接触面试样黏聚力提高了2～7倍；增大接触面粗糙度主要通过提高黏聚力增强接触面剪切力学性能，粗糙度为6.5 mm的不同接触面间黏聚力提升幅度为12.27～23.77 kPa,提高了0.4～3.9倍；对于平坦接触面和粗糙接触面，高分子材料对剪切性能的强化表现为两种不同模式；高分子材料与接触面粗糙度对接触面的剪切性能具有协同强化效应。