泡沫轻质土无侧限抗压强度和影响因素试验探究

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1、泡沫轻质土无侧限抗压强度和影响因素试验探究摘要：泡沫轻质土具有质量轻、强度高、整体性好以及施工速度快、施工质量更容易控制的优点，特别适合于在软土地区推广应用。无侧限抗压强度是泡沫轻质土力学性能最基本的评价指标。本文对泡沫轻质土材料进行无侧限抗压强度试验，对其压缩破坏特性进行研究。关键词：路基工程、泡沫轻质土、无侧限抗压强度、影响因素中图分类号：U213.1文献标识码：A文章编号：1、无侧限压缩破坏特性选取三组配合比P1、P2及P3，其中，P3配合比不含原料土，为纯水泥性泡沫轻质土，P1和P2配合比则含原料土，且原料土为砂，砂与水泥的质

2、量比P1为5，P2为3。对该三种配合比做无侧限压缩破坏试验，其应力应变曲线参看图1。图1无侧限压缩破坏试验的应力～应变曲线由图1可看出：含砂量多，气泡含有率较低的P1曲线表现为脆性破坏；不含砂、气泡含有率较高的P3曲线表现为塑性破坏；P2的破坏形式则介于P1和P3之间。这提示我们，配合比不仅控制了泡沫轻质土的强度，同时也控制了其压缩破坏特性：强度越高，在相同压缩应力下，其变形越小。52、无侧限抗压强度影响因素分析泡沫轻质土的强度特性主要由水泥的种类、用量，气泡含有率及水的用量等共同决定，其次受控于其赋存的外在环境因素，如温度、湿度或地

3、下水等。为此，在研究无侧限抗压强度时，将围绕影响无侧限抗压强度的诸因素开展试验：（1）气泡含有率对无侧限抗压强度的影响；（2）原料土对无侧限抗压强度的影响；（3）养生环境对无侧限抗压强度的影响。2.1原料土、气泡含有率对抗压强度的影响（1）砂与水泥的质量比、气泡含有率对强度的影响为了判断原料土、气泡含有率对无侧限抗压强度的影响，采用普通硅酸盐水泥，分别固定六组配合比中河砂和水泥的比例（分别为5、4、3、2、1、0），只改变气泡的含有率，观测无侧限抗压强度的变化情况，结果见图2。图2气泡含有率与无侧限抗压强度关系由试验结果可得如下结论：

4、A、随着气泡含有率的增加，泡沫轻质土的无侧限抗压强度会逐渐降低；B、在气泡含有率相同的情况下，河砂与水泥的比例越大无侧限抗压强度就越低。C、对于普通硅酸盐水泥，气泡含有率大于70%后，其无侧限抗压强度即低于0.4MPa，工程上已经很少采用。5（2）砂的类型对强度的影响为了对比风积砂与河砂作为原料土其无侧限抗压强度的大小，选取基本配合比A，控制砂与水泥的质量比为1。表1不同砂对泡沫轻质土抗压强度影响试验所采用配合比做28天无侧限抗压强度试验，其结果如表2。表2砂的类型对泡沫轻质土强度的影响试验结果表明，采用河砂的强度较采用风积砂的强度要

5、高。（3）低液限粘土配合比试验选择A、D配合比序列，将其中的砂改为低液限粘土，表3为其配合比组成及试配时的湿容重和流动值。表3低液限粘土配合比对两组配合比序列进行7天、14天及28天强度检测，结果见图3。由图可知，A配合比的强度远小于D配合比，这说明控制强度的因素主要受控于粘土的掺量：掺量越高，强度越低。图3低液限粘土泡沫轻质土强度随龄期关系曲线5将上述两组配合比28天强度与掺砂(风积砂)配合比28天强度进行对比，结果见表4。由表可知，用低液限粘土替代砂，轻质土的强度大幅降低，表明低液限粘土作为原料土的轻质土性能较差。表4轻质土掺不同

6、原料土的强度对比注：表中Y/C代表原料土与水泥的质量比2.2养生环境对无侧限抗压强度的影响图4养生环境与无侧限抗压强度图4把各种配合比不同养生环境下的无侧限抗压强度平均值与标准养生的对应值进行比较，浸水养生降低14.1％，室外暴露养生降低25.7％。可见，为保持泡沫轻质土的强度，应尽量避免浸水，同时，应对泡沫轻质土的暴露面进行必要防护，避免因暴露而强度降低。结论（1）泡沫轻质土配合比不仅控制了泡沫轻质土的强度，同时也控制了其压缩破坏特性：强度越高，在相同压缩应力下，其变形越小。（2）随着气泡含有率的增加，泡沫轻质土的无侧限抗压强度会逐

7、渐降低；（3）在气泡含有率相同的情况下，河砂与水泥的比例越大无侧限抗压强度就越低。参考文献：【1】姬凤玲,朱5伟,范昭平.疏浚淤泥再生泡沫塑料混合轻量土的试验研究[C]//第九届土力学及岩土工程学术会议论文集.2003:1311–1315.【2】马时冬.聚苯乙烯泡沫塑料轻质填土(SLS)的特性[J].岩土力学,2001,2:245–248.【3】马殿光,朱伟,姬凤玲.一种新型废弃发泡颗粒轻质土工材料的试验研究[J].防灾减灾工程学报,2004:67–71.作者简介：齐军，，毕业学校：河北工程技术高等专科学校，毕业时间：2002年7月。

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