地聚物固化黄土力学性能及边坡稳定性研究

作     者：唐先习 李昊杰 李明泽 王之鲁 TANG Xianxi;LI Haojie;LI Mingze;WANG Zhilu

作者机构：兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 中国铁路兰州局集团有限公司甘肃兰州730000 

出 版 物：《湖南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Hunan University:Natural Sciences)

年 卷 期：2024年第51卷第9期

页      面：133-144页

核心收录：

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

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11962016) 中国铁路兰州局集团有限公司资助项目(LTKY2023036-1) 

主　　题：地聚物 有限元法 边坡稳定性 滑坡 固化黄土 

摘      要：研究以中国西北地区近年来黄土路基滑坡为背景.通过击实试验和直剪试验,测得不同地聚物掺量下固化土的试验数据,并通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对钢渣-粉煤灰地聚物固化土进行微观结构分析,同时结合pF-Meter仪器测定不同地聚物掺量下固化土的基质吸力与体积含水率.后基于强度折减法,将试验数据代入COMSOL Multiphysics中,通过饱和-非饱和理论的Richards方程,建立固化黄土路基边坡有限元模型.分析降雨前后路基层中地聚物掺入量和坡比对路基边坡的整体稳定性的影响.结果表明:当固化土中地聚物掺入量为25%时,内摩擦角为31.2°,内摩擦角增幅相比于重塑黄土提高了62.5%.随着地聚物掺入量的增加,黏聚力呈现出先升后降的趋势,当地聚物掺入量为20%时达到最高峰,为81.09 kPa,相比于重塑黄土提高了75.86%.路基边坡的稳定性随着地聚物掺入量的增加先上升后下降,随着坡比减小而上升.在特定条件下,边坡稳定性会随着降雨时间的延长而降低,随着降雨强度的增大而减小.