石灰粉煤灰穩(wěn)定黃土基層的力學(xué)性能試驗研究

石灰粉煤灰穩(wěn)定黃土基層的力學(xué)性能試驗研究

摘要：

本文通過對石灰粉和煤灰的組成分析，選取合適的摻量比例進(jìn)行試驗，對石灰粉煤灰穩(wěn)定黃土基層的力學(xué)性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明，石灰粉煤灰可以有效改善黃土的物理力學(xué)性質(zhì)，提高其抗剪強(qiáng)度和增加動力模量。同時，我們還對石灰粉煤灰黃土復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)石灰粉煤灰顆粒與黃土顆粒之間形成了致密的膠結(jié)相，使得黃土基層的穩(wěn)定性明顯提高。因此，石灰粉煤灰穩(wěn)定黃土基層可以應(yīng)用于基礎(chǔ)工程中，具有良好的工程應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：石灰粉煤灰；黃土基層；力學(xué)性能；試驗研究；膠結(jié)相。

一、引言

黃土是一種常見的地質(zhì)構(gòu)造，其在基礎(chǔ)工程中應(yīng)用廣泛。然而，由于其特有的物理性質(zhì)，黃土在水分作用下易于膨脹和收縮，導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降和開裂等問題。為了提高黃土的力學(xué)性能和穩(wěn)定性，減小基礎(chǔ)沉降和保證工程安全可靠，石灰粉和煤灰這兩種廉價的材料被廣泛應(yīng)用于黃土改良。

本文旨在研究石灰粉煤灰對黃土基層力學(xué)性能的影響，為基礎(chǔ)工程的設(shè)計和施工提供參考。

二、試驗方法

1.試驗材料

本試驗選取自然黃土、石灰粉和煤灰作為研究對象。石灰粉含鈣氧化物CaO大于50%，煤灰為燃煤電廠產(chǎn)生的工業(yè)廢棄物。

2.試驗設(shè)備

試驗設(shè)備主要包括剪切試驗儀、壓實(shí)試驗儀、動力模量試驗儀等。

3.試驗方案

（1）確定石灰粉煤灰摻量比例。將自然黃土分別摻入不同比例的石灰粉煤灰，比例分別為5%，10%，15%，20%和25%。

（2）對于不同石灰粉煤灰摻量的試樣，進(jìn)行壓實(shí)試驗、剪切試驗和動力模量試驗。每個試驗重復(fù)3次，取平均值作為結(jié)果。

三、試驗結(jié)果與分析

1.壓實(shí)試驗結(jié)果

壓實(shí)試驗結(jié)果顯示，隨著石灰粉煤灰摻量的增加，黃土的最大干密度逐漸增大，含水量逐漸減小。這表明石灰粉煤灰的添加可以增加黃土的密實(shí)度，降低其含水量。

2.剪切試驗結(jié)果

剪切試驗結(jié)果顯示，隨著石灰粉煤灰摻量的增加，黃土的抗剪強(qiáng)度逐漸增大。在石灰粉煤灰摻量為20%時，黃土的抗剪強(qiáng)度達(dá)到最大值。

3.動力模量試驗結(jié)果

動力模量試驗結(jié)果顯示，隨著石灰粉煤灰摻量的增加，黃土的動力模量逐漸增加。在石灰粉煤灰摻量為15%時，黃土的動力模量達(dá)到最大值。

四、微觀結(jié)構(gòu)分析

通過掃描電子顯微鏡觀察試樣的微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)石灰粉煤灰顆粒與黃土顆粒之間形成了致密的膠結(jié)相。這種膠結(jié)相可以填充黃土空隙，提高了黃土的致密度和穩(wěn)定性。

五、結(jié)論

本研究通過試驗研究了石灰粉煤灰穩(wěn)定黃土基層的力學(xué)性能。結(jié)果表明，石灰粉煤灰可以有效改善黃土的物理力學(xué)性質(zhì)，提高其抗剪強(qiáng)度和增加動力模量，改善黃土的穩(wěn)定性。微觀結(jié)構(gòu)分析表明，石灰粉煤灰顆粒與黃土顆粒之間形成了致密的膠結(jié)相，增加了黃土基層的穩(wěn)定性。因此，石灰粉煤灰穩(wěn)定黃土基層可以應(yīng)用于基礎(chǔ)工程中，具有良好的工程應(yīng)用前景。

六、綜上所述，通過壓實(shí)試驗、剪切試驗和動力模量試驗的結(jié)果可以得出以下結(jié)論：石灰粉煤灰的添加可以增加黃土的最大干密度，降低其含水量，提高黃土的密實(shí)度；黃土的抗剪強(qiáng)度隨著石灰粉煤灰摻量的增加而增大，在石灰粉煤灰摻量為20%時達(dá)到最大值；黃土的動力模量隨著石灰粉煤灰摻量的增加而增加，在石灰粉煤灰摻量為15%時達(dá)到最大值。通過掃描電子顯微鏡觀察試樣的微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)石灰粉煤灰顆粒與黃土顆粒之間形成了致密的膠結(jié)相，填充了黃土的空隙，提高了黃