初始含水率和有机质对水泥土强度影响规律试验研究

作     者：杨斌财 刘维正 余勇 徐冉冉 李天雄 YANG Bincai;LIU Weizheng;YU Yong;XU Ranran;LI Tianxiong

作者机构：中南大学土木工程学院湖南长沙410075 珠海交通集团有限公司广东珠海519000 高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075 

出 版 物：《铁道科学与工程学报》 (Journal of Railway Science and Engineering)

年 卷 期：2023年第20卷第10期

页      面：3798-3808页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 08[工学] 081401[工学-岩土工程] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0703[理学-化学] 0814[工学-土木工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：珠海交通集团有限公司科技研究开发计划课题(JT-KT202001) 国家自然科学基金资助项目(52078500) 湖南省自然科学基金资助项目(2019JJ40344)。 

主　　题：水泥土 初始含水率 有机质 抗压强度 抗折强度 抗剪强度 

摘      要：为研究不同初始含水率和有机质含量下水泥土的抗压、抗折、抗剪强度变化规律及其相互关系,选取珠海典型软土制备不同水泥土试样,分别进行无侧限抗压试验、抗折试验、压缩试验以及三轴剪切试验。分析不同初始含水率、水泥掺量和有机质含量对水泥土抗压、抗折和抗剪强度的影响。结果表明:水泥土无侧限抗压强度与抗折强度均随初始含水率和有机质含量的升高而降低,且水泥掺量越大,降低的幅度越大。初始含水率从40%提高到80%,抗压强度降低幅度达80%;有机质含量从3%升至20%,抗折强度降低约30%,抗压强度降低幅度达35%,且初始含水率越高,有机质含量对强度的影响程度越大。压缩模量随水泥掺量的增加而提高,提高的幅度随含水率升高先增加后减小。三轴试样剪切破坏形式随着初始含水率的提高由脆性向塑性转变,内摩擦角和黏聚力随含水率的升高、水泥掺量的降低呈非线性下降趋势,初始含水率从40%增至80%时水泥土的内摩擦角降低0.25~0.42倍,黏聚力降低约0.52倍。基于试验结果,建立抗压强度与抗折强度、压缩模量、黏聚力之间的线性经验公式,并根据无侧限抗压强度与水泥掺量和有机质含量的经验关系,给出不同初始含水率和有机质含量下水泥土搅拌桩现场施工水泥掺量取值范围,为软土区域水泥土搅拌桩的设计和施工提供参考。