玄武岩和聚丙烯混合纤维改良西宁黄土力学和热学特性分析

摘要

为系统研究不同类型纤维及其组合方式对黄土力学性能的影响机制，以青海省西宁市某地黄土为研究对象，开展玄武岩纤维、聚丙烯纤维及二者混合纤维的加筋效果对比试验。通过常规三轴试验，确定出适合西宁地区单体纤维的最佳掺量和混合纤维的最佳掺量比，并探讨在不同含水率(10%、12%、14%、16%、18%)和不同冻融循环次数影响下素黄土和混合纤维加筋黄土的力学和热学特性；通过扫描电子显微镜(SEM),从微观结构的角度评价加筋黄土的加固机理。研究结果表明：(1)在B∶P=3∶2时，混合纤维加筋相较于玄武岩和聚丙烯单体纤维加筋，土体强度分别提升了23.2%和13.2%。(2)随含水率增加，混合纤维加筋黄土的黏聚力和弹性模量均表现出先升高后降低的变化趋势，当含水率为14%时，土体强度提升最大，加筋效果最好；混合纤维加筋黄土的内摩擦角随含水率增加呈下降趋势，但相较于素黄土，其变幅较小。(3)在冻融循环影响下，试样的黏聚力、内摩擦角、弹性模量及导热系数均随冻融循环次数的增加呈下降趋势；当冻融循环次数达到20次时，混合纤维加筋黄土与素黄土的强度损失率差值达到最大(9.8%)。研究成果可为混合纤维加筋黄土的工程设计提供一定的理论依据和科学参考。

关键词

混合纤维加筋黄土 / 三轴剪切试验 / 含水率 / 冻融循环 / SEM