胶结物对花岗岩残积土力学性能的影响试验研究

作     者：汤连生 贺云帆 孙银磊 许瀚升 

作者机构：中山大学地球科学与工程学院 云南大学建筑与规划学院 

出 版 物：《土木与环境工程学报(中英文)》 (Journal of Civil and Environmental Engineering)

年 卷 期：2023年

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金(42102303、42277142、41877229、41877228) 广东省自然科学基金(2018B030311066,2019A1515010554) 中国博士后科学基金(2019M663241) 广州市科技计划项目(201904010136) 

主　　题：胶结物 花岗岩残积土 力学强度 微观结构 

摘      要：胶结物对花岗岩残积土的力学性质有着重要的影响。以高岭石粉、蒙脱石粉、伊利石粉以及红黏土粉代替花岗岩残积土细粒制作重塑土样，分别开展抗压、抗剪、抗拉以及崩解试验，研究不同胶结剂对土体力学强度的影响。结果表明：经过高岭土处理的土体颗粒团聚体增多，团聚体之间形成了强度较高的骨架结构，但骨架间大量孔隙的存在为水的侵入提供了通道，导致土体的吸水性增强。受益于蒙脱石的遇水膨胀特性，其处理后的土体表面孔隙较少、结构密实，且膨胀体提供了高强度的胶结能力，使得土体的各种力学特征得到明显改善。伊利石处理的土样各种力学强度都较低，但是土体表面却看起来比较密实，从土体表面分散的颗粒来看，伊利石粉更多的是作为细粒材料去填充大颗粒之间的孔隙，而不是作为强度较高的胶结物存在土体颗粒之间。经过物理击实，颗粒之间由于受到压缩造成了颗粒的咬合作用增强；同时经过长时间的水化反应，胶结物在颗粒表面形成了桥状胶结，在物理和化学的共同作用下，土体的力学强度得到了大幅度提高。胶结物的种类会对力学性能产生极大影响，一方面取决于胶结物自身特性，例如蒙脱石的遇水膨胀特性，另一方面取决于胶结物对于土体的结合作用，土样的抗压、抗剪、抗拉及抗崩解能力受胶结物与土样的结合方式所控制。