干湿循环下木质素改良粉土抗剪强度特性

摘要

为克服粉土强度低、干湿循环性能差的特点，同时解决固体废弃物木质素的资源化利用的问题，将木质素掺入粉土中，形成木质素改良粉土。为研究木质素改良粉土抗剪强度特性及干湿循环性能，对经历干湿循环后的木质素改良粉土进行直接剪切试验和X射线衍射试验，研究了木质素掺量0、2%、5%、8%、12%、15%和干湿循环0、1、2、3、4次对改良土抗剪强度特性的影响。结果表明：掺入木质素可以显著提升粉土的抗剪强度及干湿循环性能；一定干湿循环次数下，改良土的抗剪强度及黏聚力随着木质素掺量的增加先增大后降低，内摩擦角随着木质素掺量的增加先快速增大后基本不变；当木质素掺量为8%时，改良土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角最高。改良土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角均随着干湿循环次数的增加而降低，当木质素掺量为0时，纯土试样经过1次干湿循环即崩解，强度损失率为100%；当木质素掺量为8%时，改良土的强度损失率最低，黏聚力及内摩擦角的降低幅度均较低。X射线衍射试验表明，木质素掺量为8%时，石英、方解石、白云石含量最高，黏土矿物含量较高，钠长石含量最低，这是造成改良土强度及干湿循环性能提升的直接原因。结果显示，当木质素掺量为8%时，改良土在提高抗剪强度及干湿循环性能方面具有明显优势。研究结果可为实际施工设计提供理论支撑。

关键词

木质素 / 粉土 / 干湿循坏 / 抗剪强度

基金资助

江苏省自然科学基金项目（BK20210479）; 南京市交通运输科技项目（2022）