加筋纤维膨胀土强度与变形特性研究（可编辑）

加筋纤维膨胀土强度与变形特性研究（可编辑） . 论文编号: 中图分类号: 学科分类号: 硕士学位论文 加筋纤维膨胀土强度与变形 特性研究 吴继玲‘ 研究生姓名 道路与铁道工程 学科、专业 岩土工程 研究方向 张小平副教授 指导教师 南京航空航天大学 研究生院航空宇航学院 二?年三月? 仃 卜曲【 氨 铲 ,承诺书 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进 行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用的内容外, 本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所 涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均己在文中以明确方式标 明。 本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件,允许 论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密的学位论文在解密后适用本承诺书 作者签名:爰垩垄堕 日 期:型坦:主:塑?南京航空航天大学硕士学位论文 摘要 近年来,随着膨胀土改良技术的发展,纤维加筋膨胀土日益受到岩土工程界的重视,因其 独特的优点可以物理的方式有效的改变膨胀土的特性,而不影响 膨胀土的性质,亦不会对环境 造成污染。本文在室内试验的基础上对纤维加筋膨胀土的强度、干湿循环特性以及在荷载下的 膨胀变形进行研究,研究成果如下: 不同长度、含量的纤维均匀的掺入膨胀土,测定纤维膨胀土的粘聚力、内摩擦角、无 侧向抗压强度,得出膨胀土最优含筋率为.%;对比膨胀土与纤维膨胀土强度指标的差值,以 及试样在压力下的破坏照片。纤维长度及含量对膨胀土强度与变形影响显著,纤维还可以增加 纤维膨胀土的峰值强度、降低其残余强度的损失、增加试样破坏的韧性,并延缓破坏。 在膨胀土中添加长为咖,含量为.%的纤维,得到膨胀土与纤维膨胀土在不同干 湿循环状态下的强度衰减变化特征、不同循环次数下,试样裂隙发育状态和试样强度指标值与 循环次数的关系;纤维对膨胀土粘聚力的增加值是一个常量,且此常量不随着干湿循环次数的 变化而发生变化。 由膨胀土与不同长度、不同含量的纤维膨胀土在荷载下的膨胀变形得出,纤维长度越 长,含量越高,其对膨胀土的抑制效果越好,表现在膨胀率与膨胀 内力的降低。 关键词:膨胀土,纤维膨胀土,强度,裂隙,干湿循环加筋纤维膨胀 土强度与变形特性研究 ?,谢 耐 昏 ,础 佗 . 缸: 昏 锄 恐廿彘 硼鹏 饮璐 州吐 , 孤豇?咖缸锄臆. ’ 仃吐. 髓船. 【、 砒塔. .、?: ? 圮毹?谢 恐 聊胁塔觞 胁,硫伍锄,?. .饥吐蕊、?鹪吨 彻撕 船 璐、 ?;仃电妇咖臼 丘 丘苦、析 , 孤 ,洲 . 锄 舔仃锄 .川’ . ,陀? 塔 , 笛也 ,勰 蛔, 妇,姐. ’ 吐 .%,舶、?? 吐坞印 ,锄? 姐龇佗 臼也胁, “ 圮咖 口一 . 翮锄锄 嘲, 托谢吐 .谢 塔 刘, 硒 他 ?斌 蚵巧脆? 鹬搿 . , :舡 ,陀,瑚鹭,, 南京航空航天大学硕士学位论文 目录 第一章绪论? .问题的提出??。 ..膨胀土的“三性” ..工程危害.膨胀土国内外研究??.. ..膨胀土研究历史..强度与变形特性研究 ..干湿循环国内外研究 .膨胀土的改良?一 .纤维加筋膨胀土..纤维土的实验研究? ..纤维土强度理论研究. .本文的主要工作 .本章小结??::??。:?. 第二章强度试验?。 .材料及试样制备 ..土的物理性质..纤维的物理性质? ..试样制备? .试验. 直剪试验结果分析.无侧限抗压强度试验结果分析. .压实度与含水率对强度的影响. ..压实度对强度的影响??. ..含水率对强度的影响.加筋土强度特性 .小结第三章干湿循环试验??一 加筋纤维膨胀土强度与变形特性研究 .引言?. ..干湿循环对工程的危害? ..膨胀土工程破坏的特点? ..干湿循环下膨胀土的强度分析?. .干湿循环试验?. ..试样制备?. ..试验过程..试验结果分析??。 .干湿循环过程中试样裂隙演变 .干湿循环过程中干燥状态 ..干湿循环过程中饱和状态. ..千湿循环过程中最终状态 .本章小结 第四章有荷膨胀试验“ .试验方案设计? .试验结果分析?. .本章小结..... 第五章结论与展望。 .本文总结 .展望?。 参考文献??。 致射南京航空航天大学硕士学位论文 图表清单 图.纤维对粘性土强度增加机理。 图.膨胀土的累计曲线。 图.干密度与含水率的关系曲线??. 图.抗剪强度与垂直压力关系图??。 图.粘聚力与纤维长度的关系. 图.粘聚力与纤维含量的关系一 图.内摩擦角与纤维含量的关系??. 图.内摩擦角与纤维长度的关系??.. 图.抗剪强度与垂直压力曲线图??。 图.抗压强度与纤维含量的关系??~ 图.抗压强度与纤维长度的关系图.轴向应力与轴向应变的关系图.猕和不同纤维含量无侧限抗压强度破坏照片图. 不同纤维含量无侧限抗压强度破坏照片?一一图. 不同纤维含量无侧限抗压强度破坏照片?. 图.不同压实度下粘聚力与纤维含量的关系 图.不同压实度下内摩擦角与纤维含量的关系图.不同含水率下粘聚力与纤维含量的关系. 图.不同含水率下内摩擦角与纤维含量的关系图.干湿循环抗剪强度与垂直压力关系图?. 图.粘聚力与循环次数的关系. 图.内摩擦角与循环次数关系? 图.膨胀土抗剪强度与垂直压力的关系??. 图.纤维膨胀土抗剪强度与垂直压力的关系.. 图.膨胀土与纤维膨胀土抗剪强度与垂直压力关系.. 图.粘聚力与循环次数的多项式关系.. 图.内摩擦角与循环次数的多项式关系??. 图.干湿循环过程中试样烘干状态图.干湿循环过程中试样饱和 状态照片??. 加筋纤维膨胀土强度与变形特性研究 图.不同循环次数不同土样的自然风干状态照片?. 图. 纤维膨胀土的膨胀率与压力的关系。 图. 纤维膨胀土的膨胀率与压力的关系 图.膨胀土与纤维膨胀土膨胀率与压力的关系??. 表. 膨胀土粒组成分?.. 表. 含水量与干密度的关系?.. 表. 聚丙烯纤维的性能指标?. 表. 抗剪强度数据/. 抗剪强度与垂直压力关系. 试样抗剪强度指标值??. 无侧限抗压强度值与轴向应变值? 不同压实度下的粘聚力与内摩擦角值?. 不同含水率下的粘聚力与内摩擦角值?. 干湿循环抗剪强度数据?. 干湿循环试样抗剪强度与垂直压力关系表??. 干湿循环试样强度指标值??:? 干湿循环后强度指标降低值??。 不同压力下试样的膨胀率..“ .%纤维膨胀土在不同压力的膨胀率及其比值?。 .%纤维膨胀土在不同压力的膨胀率及其比值? .%纤维膨胀土在不同压力的膨胀率及其比值.%纤维膨胀土在不 同压力的膨胀率及其比值.. .%纤维膨胀土在不同压力的膨胀率及其比值? .%纤维膨胀土在不同压力的膨胀率及其比值。 .%纤维膨胀土在不同压力的膨胀率及其比值。南京航空航天大学 硕士学位论文 注释表 干密度 粘聚力 内摩擦角 抗剪强度 垂直压力 尺 相关系数 以 循环次数 南京航空航天大学硕士学位论文 第一章 绪论 .问题的提出 膨胀土作为非饱和土的一种,除了具有非饱和土一般的性质,还 具有自己的一些特性,这 些特性使其产生很多不同于一般非饱和土的破坏,影响工程的安 全,威胁人们的生命。膨胀土 的特性主要表现在以下几点。 ..膨胀土的“三性”【】 膨胀土的胀缩性 膨胀土是常给工程造成麻烦的土,所以它被成为“难对付土”或“有问题的土”。它的主要 特征是“失水收缩、遇水膨胀”的胀缩性拉’。膨胀土的膨胀性主要取决于蒙脱石的含量,因为 蒙脱土具有最强的胀缩性,可以说蒙脱石是膨胀土具有特殊性质的主要物质基础。膨胀性可以 表现为膨胀量,但在有一定荷重约束作用时部分膨胀量转化为膨胀力,两者都会导致上部 或相邻建筑物的损坏或事故。影响膨胀土的因素除矿物成分外,还有它的微结构。而外在的最 大影响因素则是水和此相关的气候条件,而土中水的移动又取决于土体中吸力分布剖面,以及 有关的地面温度梯度、供水和失水条件和土的起始状态等,例如原状土的膨胀性与重塑土的膨 胀性就有区别。 膨胀土的裂隙性 膨胀土裂隙的产生是与胀缩性密切联系的。裂隙有原生裂隙与次生裂隙之分。由于大气的 影响,土体失水干缩产生的裂隙为原生裂隙,蒙脱石含量越多裂隙越发育。由于大气的影响深 度一般仅达土层表部左右。故裂隙深度一般也在,最大可达~。次生裂隙口可能由于 膨胀土的坡体滑动时各点的位移不均匀,导致滑坡体扭转、局部隆起或形成叠瓦状的块体造成 的。此外,也可能是边坡开挖卸荷,应力释放而造成的。由此认为,次生裂隙的产生往往与土 体某种形式的不稳定相联系。 膨胀土的超固结性 超固结特性通常是由于山覆土层的侵蚀而形成的,同时还有因次生固结作用形成的和胶结 物质的陈化形成的拟似超固结压密作用。这种超压密作用所储存的内部能量可能因卸荷而 释放,也可能因水的长期饱和,淋滤或溶解而减弱,这样就会导致较大的水平位移或者强度的 减弱,不利于土体的稳定。加筋纤维膨胀土强度与变形特性研究 ..工程危害 正因为膨胀土特有的“三性”,所以膨胀土地区的工程建筑常常会遭到严重的破坏,给人民 的财产造成巨大的损失,因此越来越引起人们的重视。膨胀土的破坏性是长期的、反复的和潜 在的,被美国工程界称为“隐藏的灾害”,日本工程界称膨胀土为“难对付的土”,“问题多的土”, 我国在总结膨胀土地区修建铁路的经验中就有“逢堑必滑,无堤不塌”之说’,膨胀土广泛的 分布在全世界六大洲四十多个国家,其中美国由于膨胀土造成的损失平均每年高达亿美元, 已超过洪水、咫风、地震和龙卷风所造成的损失的总和哺’。我国是世界上膨胀土分布最广泛的 国家之一,在华北平原、长江中下游平原、云贵高原、四川盆地、两广地区和华东地区均有膨 胀土分布,范围遍及云、贵、川、鄂、豫、皖、冀、鲁、陕等个省和自治区,大约有亿以 上人口生活在膨胀土分布地区,每年因膨胀土造成的经济损失估计达亿美元以上哺。由于 膨胀土不良工程特性导致的工程问题或地质灾害频繁发生,所以膨胀土及其工程问题一直是岩 土工程和工程地质领域中全球性的难题。 随着我国高等级公路的迅速发展,公路通过不良地质条件地区几率增大,平原地区由于土 地资源珍贵,必须要用当地的土体如弱膨胀土或中等膨胀土来填筑路基。用膨胀土填筑路基, 如果处理不当路面经常会出现开裂,翻浆冒泥等现象,路基会出 现膨胀变形,导致路面的结构 层发生变形破坏,最后威胁到公路的安全运营;膨胀土边坡在外界干湿循环的条件下出现滑坡、 溜塌和坍滑等,这些都给当地居民带来严重的危害,因此对膨胀土的改良显得尤为重要。 .膨胀土国内外研究现状 ..膨胀土研究历史 直到世纪年代后期膨胀土的问题才得到了土力学工程师们的重视,年美国在一 座大型基础工程的重大事故中首次认识了膨胀性地基的严重性。年,美国首次全国性的膨 胀性粘土学术会议在科罗拉多州召开。年,第一届国际膨胀土会议也在美国得克萨斯州举 行。年至年,英国、美国、罗马尼亚、前苏联和日本都相继在正式的土工与铁 路规范等文件中增列了有关膨胀土的条文内容,充分反映了各国对膨胀土问题的重视及对其所 采取的科学态度。 世纪年代初,我国在修建成渝铁路工程中,首次遇到成都粘土膨胀危害问题。世 纪年代初,太焦铁路詹东段施工期间,沿线发生了大量膨胀土路基滑坡。出现工程危害的是 膨胀土房屋地基因基土的胀缩而产生开裂和倒塌。当时的研究主要集中在膨胀土的分类鉴别、 实验方法和变形特性等,在膨胀量和膨胀力及其影响因素方面有不少的研究成果,这方面研究 成果后来还有发展,并将膨胀力及吸力联系起来。世纪年代中期,中国开展了大规模的 膨胀土普查工作,建立了科学研究试验基地,进行了卓有成效的研究,取得一些科研成果和工 南京航空航天大学硕士学位论文 作经验。和年召开了两次全国膨胀土地基设计专题学术研究会议,并于制定了 全国性《膨胀土地区建筑技术规范》。年在成都召开第一届全国膨胀土学术研讨会。随着 对膨胀土认识的深入,膨胀土及其所引起的工程问题受到越来越多国家的重视。年在武汉 召开了“中加非饱和土学术研讨会议”,标志着我国膨胀土研究上升到一个新的理论高度。在这 期间,很多的学者总结前入与自己关于膨胀土的研究成果,编著成书。期间,我国的科研工作 者总结自己和前人的研究成果编著成书,如廖世文乜的《膨胀土与铁道工程》,李生林的《中 国膨胀土工程地质研究》,刘特洪?的‘工程建设中的膨胀土问 题》等。膨胀土的研究已经从一 个国家或地区的研究逐渐发展成为世界性的课题,到目前为止,己经先后召开了八届国际膨胀 土研究与工程会议,在膨胀土的成分、结构、强度、胀缩机理以及变形等方面取得了许多有价 值的研究成果。 ..强度与变形特性研究】 强度理论研究 国内外学者对膨胀土强度和变形特性作了大量的研究工作。膨胀土的强度特性和普通非饱 和土相比有很大不同,并比普通非饱和土更为复杂。对饱和土强度的研究有:的渐进性 破坏理论嘲,提出的膨胀土边坡滑动时的抗剪强度降到完全软化强度们, ,珊的滞后破坏理论?,廖世文的胀缩效应理论?,潘君牧的气候作用理论‘,廖济 川的分期分带理论‘等。非饱和土的强度理论有:理论?,双变形理论‘峙,卢肇 钧吸附强度理论副,缪林昌吸力强度双曲模型刀等。 膨胀土实验研究 研究人员对膨胀土强度作了大量研究,有室内试验研究和现场试验研究等。膨胀土强度特 性变动较大,在自然状态下具有较高的强度,暴露在大气中遭受风化和干湿效应的影响,其抗 剪强度表现为衰减的特性,其残余强度与峰值强度相比有明显的降低。杨和平耵研究发现膨胀 土经过多次干湿循环后土体的强度衰减大,值衰减较厉害而缈值变化的幅度较小。陈可君们 不同初始干密度下击实的试样具有不同的初始结构,并由三轴试验研究得出吸力和净围压的增 加使得试样的抗剪强度提高,初始干密度大的试样同样有较高的强度。高春华比伽对膨胀土强度 和含水量之间的关系进行研究,结果表明随着含水量的增加,土体的强度明显下降。易顺民? 通过研究裂隙分维,对裂隙与强度的关系进行了综合评价。缪林昌对南阳膨胀土的强度进行 了实验研究,依据试验结果提出了非饱和膨胀土的吸力强度与饱和度之间的非线性关系式,并 研究了不同吸力状态下非饱和膨胀土的强度特征,由此提出双曲模型射。徐永福晗钉研究分析了 膨胀土的强度与起始含水率、上覆压力和膨胀力之间定量关系,通过非饱和膨胀土的三轴试验 结果,研究了吸力对强度的影响。雷胜友阱对三轴压缩剪切过程进行了扫描发现其浸水过 加筋纤维膨胀土强度与变形特性研究 程实际上是水浸入膨胀土的裂隙和空隙,土体膨胀产生新的裂隙并最终贯通的过程。 缪林昌哺、杨和平心刀等人分别对宁夏膨胀土、广西宁明膨胀土用常规直剪试 验得出膨胀土的粘聚力、内摩擦角与含水量的关系,并在此关系的基础上得到了膨胀土抗剪强度 随含水量变化的关系式。杨庆等人啪对辽宁黑山膨胀土做直剪试验,认为粘聚力的对数 与含水量成线性关系,而内摩擦角与含水量符合线性关系;贾东亮等啪认为:膨胀土的 粘聚力和内摩擦角均随含水量增加呈线性递减,均可表示为锻,而且含水量对内摩擦 角的影响小于对粘聚力的影响。尹利华等人啪对陕南膨胀土通过直接慢剪试验方法得到 膨胀土的强度指标与含水量的方程式,并在此基础上获得强度随含水量的变化关系式。 膨胀土吸水膨胀,失水收缩,产生强烈的胀缩变形,它与一般的粘土变形有本质的区别。 膨胀土的变形可分为两大类:?外加荷载作用下的压缩变形;?外加荷载和入渗或浸水共同作用 下的湿胀、湿化变形,或外加荷载与蒸发、风干和水位下降而发 生的干缩变形们。这两方面的 研究成果主要有:徐永福’’对膨胀土的膨胀变形与初始含水率、吸力、干密度和上覆压力 关系进行了研究,建立了膨胀土膨胀变形模型,并探讨了膨胀土地基随含水率变化路基的膨胀 变形计算模型。王保田?通过现场和室内试验对膨胀土浸水变形特性进行了研究,并利用室内 试验的湿化应力应变关系对现场载荷试验的湿化变形进行了计算。 ..干湿循环国内外研究 膨胀土除了具有一般非饱和土的共性外,还受季节性气候的影响,其抗剪强度具有明显的 变动特征。而许多膨胀土分布地区的气候存在明显的干湿循环特征。这种干湿循环效应对膨胀 土体的强度特性有较大影响。 干湿循环试验研究 吉勃斯用含水量为%的原状土,经过浸湿、风干及再浸湿处理的土样进行试验,结果 有效凝聚力减少%,有效内摩擦角够则基本不变。不同的干湿循环次序对强度的影响也不 相同。廖济川用天然含水量%的滑坡后土样进行先干缩后浸水的试验,在快剪及固结快剪的 条件粘聚力与内摩擦角都减低了%以上。 李妥德等哺用直剪慢剪试验进行了不同干湿效应循环次数甩对粘聚力及内摩擦角缈的影 响,结果得出粘聚力随,的增大急剧降低,内摩擦角够却略有增大,但都在经过二三次循环 后强度趋于稳定。 刘特洪对南阳构林棕黄色膨胀土作了室内和现场反复胀缩效应试验疲劳试验,试验表 明,前两次循环对比强度衰减%~%,第三次循环则强度趋向稳定,该值处于天然土体的峰 值强度和残余强度之间。余镇麟等对膨胀土的胀缩循环次数与模拟强度的关系也作了试验,模 拟剪切试验结果表明,粘聚力和内摩擦角均随循环次数增加而降低,其中粘聚力值降低较快, 南京航空航天大学硕士学位论文 内摩擦角值降低较小。但模拟强度粘聚力与内摩擦角值均在干缩湿胀循环~次以后,即接近 于一稳定值,而不再继续衰减。 砧锄等研究了干湿循环对粘土抗剪强度的影响,指出击实粘土的抗剪强度随 干湿循环的增加而增加并认为这种强度增加主要是有效粘聚力增大的结果。 舢.掣嘲对约旦膨胀土进行了详细研究,得出结论认为随循环级数增加膨胀势降低, 并推测当每级循环收缩至初始含水量时,起膨胀势逐级减小,而每级收缩至缩限时其膨胀势增 大。 曹可之啪介绍的膨胀土地基建筑物的实测变形成果表明,膨胀变形量随着时间增长干湿 循环不断增加,最终导致建筑物破坏。这也是许多建筑物、道路在建成几年后才严重破坏的 原因。 刘松玉,季鹏等伽对击实膨胀土的循环膨胀特性进行试验。研究结果表明,击实膨胀土的 胀缩变形并不是完全可逆的,随干湿循环的发展,膨胀土的膨胀速率加快,绝对膨胀率总是增 大而相对膨胀率则降低。这种变化在第二,三级最为明显,第三级循环后便趋于稳定。这些变 化特性主要是粘粒集聚、微结构改变的结果。 杨和平、张锐等在有荷条件下对膨胀土干湿循环胀缩变形及强度变化规律进行了试验研 究,试验表明膨胀土的胀缩变形过程并不是完全可逆。在一定荷载变化范围内,经历相同的干 事循环次数,荷载越大膨胀土的绝对和相对胀缩率越小;经过一 个干湿循环后,土体强度衰减 最大,土的抗剪强度随上覆压力的增大而增大,且在同一级荷载下随着干湿循环次数的增加而 衰减,但随着荷载增加其衰减率变小。荷载对干湿循环过程中膨胀土的胀缩幅度及强度衰减具 有明显的抑制作用。 韩华强用饱和度代替吸力来研究非饱和膨胀土的强度和变形特性,发现膨胀土经过若干 次干湿循环后其长期强度和变形模量明显降低 卢再华、陈正汉等对南阳重塑膨胀土在干湿循环过程中裂隙的演化进行了试验研究, 试样的图像显示了原有裂隙开展,新裂隙产生,裂隙数量增加并连通,最后形成裂隙网络的 过程。定义了基于数据的裂隙损伤变量,分析了裂隙损伤变量随累计干缩体变的变化规律。 并认识到干湿循环过程中膨胀土的胀缩变形并不是完全可逆的:随着干湿循环次数的增大,相 对体积膨胀率和相对体积收缩率逐渐减小。 裂隙开展的理论研究 裂隙的发育是膨胀土的一个普遍而显著的特征,而多裂隙所构成的裂隙面及软弱面是宏观 结构对膨胀土工程性质影响的最直接原因。李妥德等町对焦枝线 南阳赵家沟、鸦宜线鸦雀岭、 阳安线勉西、西乡、安康等地区膨胀土取样进行非饱和无侧限抗压试验。试验结果表明,无侧 限抗压强度随试样直径的增加而减少,当试样直径达到某一数值后,强度趋向恒定值:当试样尺 加筋纤维膨胀土强度与变形特性研究 寸满足:/为裂隙频度:每单位体积土体内裂隙的总面积时,所测的强度便能充分反映 裂隙的影响,此时的强度可以认为是土体强度。 包承纲、刘特洪钉直接从含有不同裂隙面的样品的强度试验进行统计而求得裂隙含量与土 的强度的关系。 耿建彬?将裂隙的形成和发育分为原生裂隙和次生裂隙,并研究了影响次生裂隙形 成发育的因素。 易顺民?从分形几何和膨胀上裂隙结构研究相结合的角度,探讨了膨胀土裂隙研究 的定量化模式。 黄文熙?认为影响裂隙土强度大小的因素有:裂隙发育分布范围、间距、倾斜度、排 列方向、形状和裂隙面的粗糙程度。采样、钻探、试验时的应力变化。在一定应力作用 下的时间历程。裂隙间的完整土块的性质和硬度。 胡卸文训等对成都、合肥、南京、襄樊和安康粘土裂隙进行了研究,将裂隙分布分为三类 基本的形式:平行斜列式、水平及斜列式和羽形排列式,平行斜列式和水平及斜列式比较普遍。 并用分形的方法对裂隙的分布进行了研究嘞,采用的是盒维法,即构造一些边长为的正方形 或称为盒子,正方形内裂隙的总数目为,在一定范围内改变的大小,得到对应的 值,那么在~图中的直线段斜率即为分维值。通过研究得出结论,成都、合肥粘 土裂隙空间分布符合分形特征,值越大土体的完整性越差。 姚海林晦?在参考国外有关研究的基础上,利用弹性理论和断裂力学原理提出了裂隙扩展深 度的数学表达式。该深度与土的抗拉强度、泊松比、地下水位埋深、地表基质吸力及土层吸力 分布的影响有关。裂隙扩展深度随地表的基质吸力增大而增大,随土体抗拉强度的增大而减小, 硬粘土比软粘土更易开裂。同时,姚海林还参考国际上利用断裂力学原理研究裂隙的成果,提 出了裂隙开裂深度、裂缝间距和裂隙开度的定量表达式。研究表明,裂隙的最大深度取决于裂 隙两侧的应力分布形式和断裂力学中的裂隙尖端应力强度因子,且与地下水位和地表基质吸力 的关系十分密切,土的泊松比对裂隙开裂深度也有重要影响。 袁俊平埔从统计分析的角度对裂隙的特征和影响作了初步的定量研究。首先是要选定一个 反映裂隙各要素走向、倾角、长度、张开度、深度、间距裂隙面的光滑度等的综合指标,即 “裂隙度”的概念,并建议以图象灰度作为“裂隙度”的定量指标。采用室内光学图像的分析 观测法,对从现场取回的土样进行重塑,制成半园柱形样,并在自然条件下逐渐干裂,测定该 图样的图像灰度。从所得的图像灰度可以显示裂隙的发展变化。当土中裂隙不大发育时,图像 的灰度多集中于某一灰度值附近,图像比较均匀一致。当裂隙较发育时,图像的灰度逐渐分散。 但由于膨胀土干湿循环对其强度影响这一问题的复杂性,使得有关干湿循环对膨胀土强度 的影响这方面的研究结果迄今还很少看到。而且先前的研究大多集中在膨胀土的一次胀缩对其 南京航空航天大学硕士学位论文 强度和变形特性的影响上,并不符合工程实际情况。因此如何合理的模拟干湿循环对膨胀土抗 剪强度的影响,从定性分析向定量研究方向发展,是一个值得进一步研究的课题。同时研究膨 胀土裂隙随气候的演化规律,对膨胀土边坡的设计和边坡失稳的早期预报有较大意义。 为此,本文借鉴己有的干湿循环试验的成功经验,利用常规直剪试验仪,开展干湿循环条 件下膨胀土强度特性变化的试验研究,探讨膨胀土强度特性的干湿循环效应,为膨胀土边坡的 设计和边坡失稳的早期预报提出符合工程实际的参数和依据。 .膨胀土的改良 膨胀土在天然含水率下常处于较硬状态,压缩性较低易被工程技术人员所忽视。随着我国 高等级公路的迅速发展,公路通过不良地质条件地区几率增大,平原地区由于土地资源珍贵, 必须要用当地的土体如弱膨胀土或中等膨胀土来填筑路基。用膨胀土堆筑路基,如果处理不当 路面经常会出现开裂,翻浆冒泥等现象,路基会出现膨胀变形,导致路面的结构层发生变形破 坏,最后威胁到公路的安全运营。 到目前为止,膨胀土地基处理方法主要有:夯实法、换土法,保湿法、化学改良法、生物改 良法、物理改良法。 夯实法是将膨胀土压实到所要求的密度。夯实法费用低,但是有一定的适用性限制,它 一般适用于弱膨胀土地基,夯实后的膨胀土地基干密度会增加,而且凝聚力和内摩擦角也增大, 地基承载力提高啼渊。 换土法惭是一种将地基下膨胀土挖去而换成普通土类或灰土的方法,这种方法能彻底 根治膨胀土造成的危害,以保证路基及其他结构物基础的稳定,对于强性膨胀上必须进行换土。 但是,这种力法对于处治中弱性膨胀上有一个十分明显的缺点就是运输成本高。 保湿法惭就是保持土中的含水率不变,从而限定其胀缩的程度。含水率的变化是引起 膨胀土干缩湿胀的最直接的因素,在具体施工中,对己成型路基进行基顶土工布封闭处理;在 底基层顶而喷洒沥青膜封层;在路基防护方面,采取增设隔水层等。该法效果有限,只能辅助 采用。 化学改良方法是向土中掺无机盐类或有机物质等,通过催化活化土粒表面反应来改善水 和土之间的相互作用,使土的性质在水的影响下仍能达到既定指,改善膨胀土的工程性质嘲。 李国华啼刀分别采用烷基节基毗咤化合物为主成分的水溶液、多轻基多氮原子聚合物为主要成分 的水溶液和。水溶液来处理膨胀土,通过对改良后土体进行微观分析和物理力学试验,结 果表明:某些有机阳离子化合物能改变蒙脱石矿物晶层结构的电荷分布,削弱层间负电斥力,阻 挡水分子进入晶层和颗粒问,增加了松散微粒间的吸附和胶结作用,从而抑制了膨胀土的胀缩 变形:改良后的膨胀土的抗剪强度参数也有较大程度的提高。 加筋纤维膨胀土强度与变形特性研究 生物改良法嘲就是利用生物表面活性剂附着在粘土矿物的表面上可以降低液面张力和 使粘土矿物表面疏水化,破坏矿物表面水化膜或使之变薄,从而使粒间粘结力变大,土的抗剪 强度提高,胀缩性减小。 物理改良法包括土钉墙,桩基础,加土工织物和向膨胀土中掺入砂砾石改变土的级配等 方法。其中纤维加筋膨胀土作为一种新的材料改变膨胀土的效果显著。 .纤维加筋膨胀土 土工合成纤维土技术是由法国道桥中心研究所在世纪年代提出的一项新型的土体加 固技术。它是通过喷射作业将连续的、很细的合成材料纤维同土体混合在一起所形成的一种土 工复合材料。同其它的土工加筋技术相比,由于纤维在土中的分布是均匀且无规则的,可以近 似地认为纤维土是均质的、各向同性的材料,所以纤维土在工程中表现出更好的三维结构性和 经济性。在法国境内已采用该项技术修建了几个边坡和挡土墙工程,并取得了良好的工程效果。 目前在我国还未将该项技术应用于实际工程之中。 ..纤维土的实验研究 纤维土是指给填土中掺和一定比例的土木纤维,使土的物理、力学性质得到改善的一种复 合土,其作用原理类似于加筋土,即利用纤维材料与土之间的摩阻力或咬合力来限制土体的变 位。所不同的是:加筋土使用的材料是带状金属或非金属筋条,筋条在土中大都是定向排列水 平向布置,因而只能控制土的侧向变位;而纤维土所用材料是具有较高抗拉强度的聚丙烯纤维, 且纤维在土中分布是随机的,各个方向都有,因此它不仅限制土体的侧向变位,而且也可以控 制竖向变位旧。目前在岩土工程中应用比较多的加筋材料有土工织物和土工格栅等,它们均能 有效地提高土体的强度和稳定性,国内对这类加筋土的工程力学性质研究也比较多呻’?。纤维 作为一种新型的加筋材料,它有很多特点和优点嗽: 纤维作为一种新型的加筋材料,它有很多特点和优点:强度高;易于拌和均匀,从 而使土样强度具各向同性;不会像土工织物和土工格栅那样因为加筋方向和加筋间距而在土 体中形成一些潜在的软弱面等?射。因此,近些年来纤维更多地被应用于岩土工程中,也吸引了 很多国内外研究人员的关注。:和.嘲研究了离散纤维加筋砂土的剪切强度性质; 如.和..嘶疆副研究了剑麻纤维不同长度和掺量对土强度的影响。 国内也开展了一些关于纤维加筋土的研究,蔡奕等睇指出在黏性土中加入聚丙烯纤维,对 团聚体的强度有一定的影响;介玉新、李广信等哺瑚通过一系列的室内试验,系统地研究了聚 丙烯纤维加筋黏性土的工程性质,并提出纤维加筋土附加应力的强度计算方法;施斌哑主要是 从土质的角度重点研究含砂量的变化对聚丙烯纤维加筋黏性土强度的影响。雷胜有、丁万涛胁’ 等利用涤纶纤维加筋膨胀土,并从损伤角度讨论加筋土强度。张 艳美从涤棉、纯棉纤维的长度、 南京航空航天大学硕士学位论文 细度、韧度等方面研究加筋土强度,并修改法国道桥研究所提出的纤维土的强度钉。这些 实验大都是对纤维加筋~般黏性土或者砂土的研究。 ..纤维土强度理论研究 影响纤维土强度的因素包括纤维的配合比,纤维的细度、纤维的韧度才、土的内摩擦角 少、土的重度。法国学者针对由砂土和纤维所构成的纤维土,法国道桥中心研究所的.蠡吼 针对由砂土和纤维所构成的纤维土,提出了如下的强度表达式盯: 日加’,/ . 式中是在各方向上纤维所提供的约束力。张艳美等对法国道桥研究中心所提出的纤维 土计算公式进行了改进,利用实验的方法确定一系列的经验系数与纤维土补强特性的关系。得 出纤维土粘聚力的增量与纤维韧度、细度及纤维土的配合比等参数有关,提出了能反映多重影 响因素的纤维土补强计算经验公式。主要的理论是膨胀土的弯曲机理与交织机理。 弯曲机理是指纤维在土中的分布形态是由无数个弯曲转折组成 的,儿乎没有直线段。当土 体承受外力而使纤维受拉时,在纤维弯曲的凹侧就会产生纤维对土颗粒的压力和摩擦力, 从而起到加固土体的作用,如图。所小。 交织机理是指由于土中无序分布的纤维存在着无数的交织点,如果在纤维的交义处受到力 的作用,从而有位移的趋势,就会遇到其它纤维阻止这种位移,即任何一段纤维的受力变形都 ’ 会牵动与之交织的各个方向的纤维,从而形成空间的受力区,如图.所示。 ‘ : 瓣 气 % 弯曲机理 交织弯曲机理 图.纤维对粘性土强度增加机理 张艳美等利用纤维的补强机理得到的结果与法国道桥中心的相比具有明显的优越性。 介玉新、李广信等?阳认为纤维加筋土虽然是三维加筋,但它也具有各向异性,即在击实或 压实层理面方向简称“布筋方向”上筋能发挥作用,而在垂直于 击实层理面方向上筋材几乎 不起作用。在纤维加筋土的有限元计算中常把纤维加筋土当成素土直接求取参数进行计算。这 加筋纤维膨胀土强度与变形特性研究 种处理方法是不合适的,它不能反映加筋土的各向异性,也不能反映筋材所起作用与筋方向上 应变之间的关系。 和 把纤维当成一种只能承受拉力、各向同性的虚拟介质, 与土骨架占有同样的空间,两者应变处处相等,从而推导出纤维加筋土的柔度矩阵 伽叩倒奴。但它用于有限元计算尚有相当的难度。而且由于这种虚拟介质的本构关系 难以合理确定,即使用于计算纤维加筋土三轴试验的应力应变关系也有很大误差。介玉新旧直 接构造纤维加筋土的复合材料模型,对三轴试验的计算表明大大高估了筋的作用。所以对两种 加筋类型应采用不同的方法进行计算。 介玉新陆制提出的等效附加应力法是一种相对简单且实用的加筋土计算方法。它的基本思 路是把加筋土中筋的作用等效成附加应力沿筋的方向作用在土骨架上,取加筋土中的土体进行 计算。具体地讲,就是在有限元计算中只出现土,筋的作用仅 当成外力等效附加应力加 在土单元上,模拟筋材本身的单元并不出现。这种思路对己有的土的本构模型不作任何改动, 可以直接引用。等效附加应力法可以在不引进新的本构模型和复杂试验手段的情况下,简单方 便地进行加筋土应力变形的计算,并且能够反映其各向异性性质。 ’ . ?,』??占”’ ’ 占, .. ,矗/。~ ?盯,:型. . 彳 群,所,咒,均为计算参数:为平均应力,口为大气压力。 纤维加筋土始终不能分离出筋土的相互作用关系,也不能直接利用纤维本身的应力一应变关 系计算等效附加应力,而用间接的方法。首先进行纤维本身的拉伸试验,整理出筋材轴向 力与应变占。的关系,取垅,;进行纤维加筋土和素土的三轴试验,计算不同围压下 剪切破坏时的等效应力增量?%和筋材方向上的绝对拉应变勺?按.式得到 日 砌/;按.式整理墨与平均应力的关系,得到巧,万,。得到?和 占.的关系,也可以用迭代方法进行有限元数值计算。 雷胜友胁认为加筋土的强度是损伤土的强度是在损伤土强度的基础上增加了加筋材料贡 献的强度。加筋材料的补强作用与加筋材料的刚度以及它在试样中的布置位置有关。 本文通过不同长度,不同纤维含量来研究土的性质,分析随着含筋量和纤维长度的不同, 纤维膨胀土强度与变形的特性。 纤维土不仅可以限制土体的侧向变形,一可以控制土体的竖向变形,因此适宜解决土木工 南京航空航天大学硕士学位论文 程中经常出现的变形问题,这项技术已经被应用于高速公路路堤、挡土墙、斜坡稳定等工程中。 .本文的主要工作 本文主要是通过室内试验,在膨胀土中添加聚丙烯纤维,对纤维膨胀土进行强度与变形特 性室内试验研究,主要的技术路线概括如下: 按照最优含水率配置土样,添加纤维,并按照最大干密度制备试样: 对制备好的试样进行直接剪切与无侧限抗压强度试验,研究了纤维对膨胀土强度的增 强效果,并得出最优的纤维含量; 按照最优纤维含量,在膨胀土中添加纤维,并对膨胀土与纤维膨胀土在相同条件下进 行干湿循环试验,研究了纤维膨胀土与膨胀土在干湿循环条件下,强度降低的特性; 按照不同的纤维含量,不同纤维长度,不同外界荷载的条件下,研究纤维膨胀土膨胀 的特性,并研究其膨胀内力的变化特性。 .本章小结 本章主要介绍了膨胀土特性,总结国内外关于膨胀土强度与变形所进行的试验与理论研究, 膨胀土改良措施,以及纤维加筋膨胀土的优点和国内外对于纤维膨胀土试验与理论研究现状, 并提出本文的主要研究内容。加筋纤维膨胀土强度与变形特性研究 第二章强度试验 土的强度是土的重要力学性质之一。地基中土层的承载能力需要由强度确定,堤坝、基坑 和天然土坡等的边坡稳定性,以及是否产生滑坡裂缝也是由土的强度控制。由于土的形成模式 多样化,土的组成、结构和由此而形成的特性也千差万别,再加上外部条件的影响,因此正确 确定土的强度就显得非常困难,也非常重要。 .材料及试样制备 ..土的物理性质 试验用土取自南京汤山膨胀土,颜色呈褐红。用密度计法对膨胀土进行颗粒级配分析。 取风干代表性试样,放入盛有清水的锥形瓶中过夜;将锥形瓶置于煮沸设备上煮 ~;将冷却后的悬液倒入烧杯中,静置,并将上部悬液通过.唧的筛,将遗 留杯底沉淀物用橡皮头研散,再加适量的水搅拌,静置,再将上部悬液通过.咖筛, 如此反复进行,直至静置后,上部悬液澄清为止:将筛上和杯中的砂粒烘干并进行洗筛分 析,并计算各级颗粒占试样总质量的百分比;剩下的加入的%六偏磷酸钠分散剂,加水 至。按照试验规程进行试验,并对比重计进行校正;在测定土粒沉降时,.要随时测量室 内的温度。通过试验得到膨胀土的颗粒级配分布曲线,如图.所示。 膨胀土颗粒大小分布曲线 籁 / 求 妞 / 一..一。 厂 , 罂 / 夕 / 裂量 卢 魁 / 梨 眯 / / 嗲 ? ? . . . 土粒直径 图.膨胀土的累计曲线 通过土样的颗粒级配分析试验,得到膨胀土粒组成分,如表.所示。液塑限利用光电式 液、塑限联合测定仪测得膨胀土的液限和塑限分别为.%、%,塑限指数为.。 南京航空航天大学硕士学位论文 利用击实仪,通过手动击实,并注意击实锤应自由铅直下落,达到要求的高度。锤击 必须均匀分布于土面。由击实试验得到膨胀土样击实含水率与干密度值如表.所示。 表.含水量与干密度的关系 由表.含水率与干密度值得到图.干密度与含水率的关系曲线。由图.知,击实试 样随着含水率的增加干密度增加,当含水率为.%时,干密度达到最大值,随着含水率的继 续增加,试样的干密度降低,所以含水率.%为最优含水率,此时所对应的干密度为最大干 /。 密度岛. . 、、 凹 ;. 堪 栩 .含水率% 图.干密度与含水率的关系曲线 ..纤维的物理性质 使用的聚丙烯纤维长度分别为咖、咖和。与土混合时,成束纤维 被撕开,均匀的 掺入膨胀土,纤维细而多。其性能指标见表.。 加筋纤维膨胀土强度与变形特性研究 ..试样制备步骤 测定膨胀土风干含水率: 根据击实试验所得的最优含水率配置试样; 在试样中掺入含量,长度不同的纤维,并搅拌均匀,然后闷料,使 试样含水率一致 试样的含筋率即纤维含量为纤维与配置土样的质量百分比; 把掺入纤维的试样按照标准击实的方式击实,然后用环刀取样, 采用质量控制的方法使 其达到最大干密度,舍弃干密度相差较大的试样; 对制备好的试样进行纤维膨胀土强度试验。 .试验方案 将土样按照最优含水率%配置,闷料;再把土样按照有无纤维和纤维长度分成、】、 ,和四组,下标、、和表示纤维长度咖;每组按纤维含量分别为.%、.%、 .%和.%分成四小组。对制备好的试样在直剪仪上按照转/分钟的速率进行直接剪切试验, 并保证在~分钟内剪断。无侧限抗压强度试样按照分层击实的方法制备,并在三轴试验仪上, 按照每分钟轴向应变为.%的速度进行无侧限抗压强度试验,使试样在~内完成,并 按照.%应变测记轴向压力,直到应变值达到%后停止试验。 .直剪试验结果分析 对配置好的组试样进行直接剪切试验,其抗剪强度与垂直压力值如表.所示。试样的 抗剪强度是剪应力与剪切位移关系曲线剪应力为纵坐标,剪切位移为横坐标,取曲线上剪应 力的峰值为抗剪强度。 表.抗剪强度数据/ 表.续 . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 对表: 粘聚力占 内摩擦角。拟合关系如图.所示。 ? 。// 生 \ 瑙 .// 慧 藉 .萎 ‘.豇一 .%的纤维含量 击 。/ 生 \ .// 型 .. 鬻 慧 . 蒸 囊 ‘ 垂直压力/ 垂直压力/ .%的纤维含量 .%的纤维含量 加筋纤维膨胀土强度与变形特性研究加 如 加 加 芒?毯漂钕塔 它?巡鼹欷鞲 垂直压力/ 垂直压力/ .%的纤维含量 .%的纤维含量? 一 生 生 \ \ 瑙 谜 霞 骥 蓉? 囊 垂直压力/ 垂直压力/ .%的纤维含量 .%的纤维含量 曲 ? ? ? 生 加 \ 创 矮 加 囊 墨?毯骥钕蝠 垂直压力/ 垂直压力/ .%的纤维含量 .%的纤维含量 曲 图.抗剪强度与垂直压力关系图 通过图.的拟合关系,得出表.膨胀土抗剪强度与垂直压力的关系式,以及与 线性关系的相关系数。由表.可以看出,相关系系数较高,且都大于.,故由 此得出的粘聚力与内摩擦角有较高的实际意义。南京航空航天大学硕士学位论文 由表.整理得到膨胀土与纤维膨胀土抗剪强度指标值如表.所示。由表.可知,纤 维膨胀土的粘聚力均大于膨胀土的粘聚力。当掺入长为纤维时,膨胀土粘聚力增加.%: 纤维长为时,其增加值为.%;当纤维长度增加到硼时,其粘聚力可以提高%。可 见在一定的长度范围内,纤维对膨胀土强度的增强作用随着纤维长度的增长而增加,且增加效 果显著。纤维加筋后膨胀土的内摩擦角都稍有降低,降低值为。~。。 表.试样抗剪强度指标值 纤维对膨胀土粘聚力的影响如图.、图.所示。由图.粘聚力与纤维长度的关系知, 纤维含量相同时,粘聚力随长度增加而增加,且纤维对膨胀土粘聚力的增强效果显著。而由图 .粘聚力与纤维含量的关系知,纤维长度一定时,粘聚力随着纤维含量增加而增加,并在含 量为.%时出现强度峰值,随着纤维含量继续增加,粘聚力降低,故.%的纤维含量为最优含 筋量。 加筋纤维膨胀土强度与变形特性研究 蛊 \ 酪 搀纤维长度/岫 图.粘聚力与纤维长度的关系 时 生 \ 穴 磔 耨 图.粘聚力与纤维含量的关系 纤维对膨胀土内摩擦角的影响如图.、图.所示。由图.、.可知,内摩擦角随纤 维含量与纤维长度的变化不明显,但总体效果是纤维的掺入降低了膨胀土的内摩擦角,且降低 幅度较小,约。~。。 直剪试验得到的内摩擦角是颗粒之间的摩阻力,而掺入的纤维改变了膨胀土中其原有的结 构,这种结构的改变使膨胀土内摩擦角降低。由于纤维表面的光滑性,加入的纤维与膨胀土颗 粒接触代替膨胀土颗粒之间的连接,而纤维与土颗粒之间的摩阻力小于土颗粒之间的摩阻力, 这种摩阻力的降低在直剪试验中表现为内摩擦角的降低。 南京航空航天大学硕士学位论文 纤维含量/% 图.内摩擦角与纤维含量的关系 釜 氅 避 霍 纤维长度/衄 图.内摩擦角与纤维长度的关系 芒 瑙 霞 囊 垂直压力/ 图.抗剪强度与垂直压力曲线图 由图.抗剪强度与垂直压力关系图可知纤维膨胀土比膨胀土强度有明显的提高。且纤维 越长,含量最优时,试样的抗剪强度越高,可见纤维对膨胀土强度的增强效果显著。 加筋纤维膨胀土强度与变形特性研究 由以上关于纤维对膨胀土强度增加的现象进行分析得: 在配置好的膨胀土中掺入纤维,多而细的纤维与膨胀土混合在一起,混合后的纤维与纤维 之间产生无数个交织点,这些交织点相互连接,使膨胀土处于一个纤维网络中。较短纤维与土 混合时,纤维不足以形成网络,强度稍有提高,或者因为纤维的加入降低膨胀土样的强度;纤 维较长时,与土混合产生交织点较多。如果在纤维交叉处受到力的作用,从而有位移的趋势, 就会遇到其它纤维阻止这种位移,及任何一段纤维的受力变形都会牵动与之交叉的各个方向的 纤维,从而形成空间的受力区。 纤维在土中由无数个弯曲转折组成,当土体承受外力而使纤维受拉时,在纤维的弯曲凹侧 就会产生纤维对土颗粒的压力和摩擦力,从而起到加固的作用。在一定纤维长度内,纤维越长, 纤维在土中的弯曲转折越多。 交织点越多,弯曲转折越多,相应的强度越大。直剪过程中试样产生相对位移时,纤维对 试样的相对位移产生阻止效果,这种效果表现在试样抗剪强度的增加。纤维加筋膨胀土明显改 善了膨胀土的力学性质,提高了土的抗剪强度,增加了粘聚力值。 .无侧限抗压强度试验结果分析 无侧限抗压强度试验 对配置好的组试样在三轴压缩仪器上进行无侧限抗压强度试验,得到的抗压强度值如表 .所示。由表.可以看出,纤维可以明显的增加膨胀土的无侧限抗压强度值。纤维长度分 别为、咖和咖时,纤维膨胀土无侧限抗压强度比膨胀土强度增强的最大百分比依次为 .%、.%和.%。从增加值可以看出,纤维可以增加膨胀土的抗压强度,且增强效果显 著。 由表.的轴向应变值可以看出,无侧限抗压强度达到峰值,即达到极限应变值时,膨胀 土的轴向应变为.%,并在此时产生破坏;当纤维长度为、含量.%, 试样破坏时轴向应 变可以为%;掺入的纤维长度增加到咖,含量为.%时,试样破坏轴向应变值为%;纤维 长度继续增加到唧,相同纤维含量的破坏轴向应变值增加到%。相同的纤维含量,纤维越长, 试样破坏时允许的的轴向应变值越大。 表.无侧限抗压强度值与轴向应变值 从图.抗压强度与纤维含量关系图中可以看出,对于某一长度纤维,随着纤维含量的增南京航空航天大学硕士学位论文 加,无侧限抗压强度增加,当纤维含量增加到.%时,抗压强度值达到峰值,随着纤维含量的 继续增加,抗压强度降低,这表明%的纤维含量为抗压强度值的最优含筋量。由图.无侧 限抗压强度值与纤维长度的关系图可以看出,相同纤维含量的纤维膨胀土,纤维长度越长,纤 维膨胀土抗压强度越大。这是因为纤维在一定的长度范围内,其长度越长,与土混合后,交织 越多,受压时,侧向土样受拉,对膨胀土的影响越大 . 呻 篓. 魁 硼 霞 衄 田 蝠 . . . . . 纤维含量/? 图.抗压强度与纤维含量的关系 . 乏. 恻 疆 田 端纤维长度/? 图.抗压强度与纤维长度的关系 由图.纤维膨胀土轴向应力与轴向应变关系曲线可以看出,随着 纤维含量的增加,试样 破坏前的变形模量基本上一致,破坏时的极限应变显著增加。当 纤维长度为咖和舢,纤 维含量为.%时,试样的轴向应变在达到抗压强度峰值以后,仍保 持较高的残余强度,随着轴 向应变的增加,强度损失很小,甚至应变达到%以上仍保持不变的轴向应力;膨胀土与长为 咖,含量为.%的纤维膨胀土在轴向应变达到%时产生破坏,且试样在达到最大应力之后, 随着