石膏对黄土力学性能的影响研究.pdf

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1、第37卷第9期人民黄河VO1．37．NO．92015年9月YELLOWRIVERSep．，2015【工程建设管理】石膏对黄土力学性能的影响研究寇小娜，崔自治，卜勇。，周伟红(1．宁夏大学土木与水利工程学院，宁夏银川750021；2．宁夏建筑科学研究院有限公司，宁夏银川750021)摘要：为了探索石膏对黄土强度的作用规律，以石膏含量、干密度、含水量为因子，设计正交试验方案，通过全自动三轴仪试验研究石膏对黄土力学性能的影响。结果表明，黄土的强度随干密度、石膏含量的增大而增大，随含水量的增大而减小；应变随干密度、石膏含量的增大而减小，随含水量的增大而增大。

2、3个因子中千密度的影响最显著，其次是石膏含量和含水量。石膏含量是影响黄土力学性能的重要因素，黄土中添加石膏能使黄土的强度提高、变形减小、水敏性降低。关键词：力学性能；干密度；含水量；石膏；黄土中图分类号：TU43；P642．131文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2015．09．029宁夏南部为黄土高原的一部分，黄土层较厚处有筛余9．3％，初凝时间8min，终凝时间24min，膨胀率100多m¨J，含有大量白色粉末状的可溶盐_2J，其中阳为0．06％。离子Can含量为25．2％、阴离子SO卜含量为1．2试验方法3

3、9．2％，主要为钠盐、钾盐、钙盐、氯盐、硫酸盐和重(1)以干密度P、含水量和石膏含量G为因子，碳酸盐，以硫酸盐居多。盐对黄土的工程性质有很设计四因子三水平正交试验方案(3)，研究多因子大影响，尤其是对强度的影响较为明显j。石膏是黄组合(试样Gl—G9)作用下黄土的强度变化规律。正土中溶盐的典型代表，作为黄土颗粒间的主要胶结物交试验方案的因子水平列于表2，其中e为误差列。质，对黄土结构强度的影响不容忽视¨6j。吴雪婷指表2因子水平出黄土中石膏含量在10％以上时其不再具有湿陷性。然而前人对易溶盐与黄土强度关系的研究居多，涉及到中溶盐对黄土强度影响的研究相

4、对较少。因此，石膏对黄土强度的影响研究显得尤为重要。(2)试样制备。按设计方案称取蒸馏水和土样，1试验材料与试验方法将蒸馏水加入土样后拌匀，静置不少于24h。称取所需石膏质量与已加水拌匀的土样混合，拌匀。采用压1．1试验材料及处理样法，分5层压实成型，每组2个试样，试样成型后套试验所用黄土取自宁夏同心县下马关，密度上乳胶膜，放入密封的保湿器内养护28d。P：1．56g／cm，含水量w=7．9％，土粒密度d=2．72(3)强度测定。依据土工试验方法标准GB／Tg／(3FI1，十字板剪切强度

5、r=90kPa，颗粒组成主要为50123-1999，用三轴仪测

6、定试样的无侧限抗压强0．075—0．005mm的粉粒，占83．9％(见表1)。度g取2块试样的无侧限抗压强度平均值作为测定表1宁夏同心下马关黄土的颗粒组成结果粒mm>O．0750．075～0．050．05～0．010．01～0．005<0．0062试验结果与分析为了尽量减少黄土中盐分的影响，对黄土进行了2．1应力一应变关系洗盐处理。将试样碾散，放人装有蒸馏水的容器中，水图1为3个典型试样的应力一应变关系曲线。强面高出土面的高度不小于土的厚度，用手搅拌5min，使土充分分散于水中，静置时间不少于24h，待水澄清收稿日期：2014～11—07基金项目：教

7、育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团后，将清水用虹吸法排去，如此多次直到土中可溶盐含队项目(IRT1067)。量不大于0．1％为止。将洗盐后的黄土风干，碾散，过作者简介：寇小娜(1988一)，女，陕西西安人，硕士研究生，研究方向为岩土工程。1．0mIn的筛，取筛下试样，测初始含水量。通信作者：崔自治(1963一)，男，河南永城人，教授，主要从石膏为市售建筑石膏，半水石膏的含量为58．4％，事岩土工程研究工作。E—mail：czz2062428@qq．corn抗折强度1．6MPa，抗压强度3．2MPa，0．2mm筛上的·106·人民黄河2015年第

8、9期度低的试件无峰值强度，强度随应变的增大逐渐增大，粒骨架，石膏含量对试样强度的贡献表现得更为明显，强呈应变硬化特性。强度较高的试件，具有明显的峰值度增幅随石膏含量的增大而提高。强度，应力大于峰值强度之后，强度随应变的增大而减由图4强度极差分析可知，各因子对试样无侧限抗小，逐渐趋于残余强度，呈应变软化特性。峰值强度高压强度影响的主次顺序为干密度、石膏含量和含水量。的试件残余强度也较高，与峰值强度对应的应变较小。误差列的极差最小，说明试验误差小。在中溶盐的组合作用下，干密度依旧是影响黄土强度最重要的因素，含水量作用的负效应有所下降，石膏含量的作用效应较

9、大。石膏胶结较黏粒胶结的强度大，水敏性弱，即在水的作用下石膏胶结的强度损失小于黏粒胶结的强度损失。￡／％图1