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循环荷载作用下黄原胶改良粉土动力特性试验研究

轨道与基础

循环荷载作用下黄原胶改良粉土动力特性试验研究

心善
肖飞
博文
铁道科学与工程学报第21卷, 第11期pp.4532-4542纸质出版 2024-11-28
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为研究循环荷载作用下的黄原胶改良粉土动力特性及作用机理,对加入不同掺量黄原胶的试样进行无侧限抗压强度试验,得出其最佳掺量。基于此利用GDS动三轴仪对改良土进行动三轴试验,研究不同围压、频率对黄原胶改良粉土的骨干曲线、动剪切模量、剪切模量比及阻尼比的影响规律,并对试验结果进行拟合,利用扫描电镜试验进一步分析黄原胶改良粉土的微观形态,揭示其力学性能优化机理。试验结果表明,改良土的无侧限抗压强度随着黄原胶掺量和养护时间的提高而提高,当黄原胶掺量为1.5%时,抗压强度达到峰值900 kPa,达到素土强度的3.4倍,改良效果最佳。在同一剪应变水平下,随着围压的增大,骨干曲线、Gd-γd衰减曲线均向上移动,而λ-γd增长曲线逐渐降低,不同频率对其影响规律与围压作用结果基本一致。考虑围压和频率的影响,采用Stokoe方程模型与剪应变的经验关系,得到了黄原胶改良粉土的动剪切模量比归一化拟合模型,拟合结果显示,建立的模型能较好地描述黄原胶改良土的剪切模量比随剪应变的变化规律。结合微观分析发现,加入黄原胶后形成胶体网络结构,填充颗粒间的空隙与土颗粒相互胶结成致密结构,宏观上表现为改良土体强度的提升。研究结果有助于揭示黄原胶改良粉土动力特性规律,进而为粉土路基相关工程案例提供一定理论参考。

黄原胶循环荷载动三轴试验动剪切模量阻尼比