风化砂改良膨胀土动弹性模量试验研究
黄勇杰 庄心善 赵汉文
摘要：通过一系列动三轴试验，在不同掺砂量v、不同围压下？滓3，研究风化砂改良膨胀土动弹性模量及阻尼比的变化规律。试验结果表明：同一围压下，掺砂量v≤15%时，改良土动弹性模量Ed及Ed max随掺砂量增加而减小，当掺砂量v>15%时，Ed及Ed max随掺砂量增加而增大，临界掺砂量为15%，当掺砂量 v>25%后，继续增大掺砂量对Ed及Ed max的影响减弱。结果证实，风化砂掺入使改良土的承载能力及抗振性能有所提高，建议风化砂改良膨胀土的最佳掺砂量为25%。
Abstract： Through a series of dynamictriaxial tests， under different sand content v and different confining pressures ？滓3， the changes of dynamic elastic modulus and damping ratio of weathered sand improved expansive soil were studied. The test results show that： under the same confining pressure， when the sand content v≤15%， the dynamic elastic modulus Ed and Ed max of the improved soil decrease with the increase of sand content; when the sand content v>15%， Ed and Ed max increase with the increase of sand content， the critical sand content is 15%， when the sand content v>25%， the effect of increasing sand content on Ed and Ed max decreases. The results show that the bearing capacity and anti vibration performance of the improved soil are improved by the addition of weathered sand. It is suggested that the optimal amount of sand to be added is 25%.
关键词：动弹性模量;刚度;抗振性能
Key words： dynamic modulus of elasticity;stiffness;vibration resistance
中图分类号：TU443 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文献标识码：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編号：1006-4311（2020）15-0220-02
0 ?引言
广泛分布于我国各地的膨胀土是一种高塑限粘性土，土体工程性质较差，当用作高速公路、铁路路基与边坡填筑材料时，将对工程产生极大危害，针对改良膨胀土的研究在近年来受到较多关注。部分学者通过水泥、石灰、纤维等材料为主的化学及物理手段对膨胀土进行改良。安爱军[1]等的研究指出石灰-火山灰对膨胀土进行改性处理后，提高了土颗粒的胶结密实程度，减弱了孔隙的连通性，有效抑制了膨胀土的胀缩特性。邓友生[2]等研究表明，聚丙烯纤维长度和掺量对改良膨胀土抗剪强度及无侧限抗压强度均有影响。近年来，因风化砂具有良好的水稳定性与化学稳定性而逐渐得到重视，本文利用英国GDS动静态真三轴仪，进行一系列动三轴试验，探究风化砂掺量对改良膨胀土动弹性模量的影响规律。
1 ?试验介绍
1.1 试验材料
试验用膨胀土取自合肥某高速公路工程，外观呈黄褐色，吸水失水后体积胀缩明显，自由膨胀率达到44%，参考已有研究[3]，以膨胀土自由膨胀率为主要指标可将其定性为弱膨胀土。风化砂取自湖北省某公路工程边坡场地，为控制粒径对改良膨胀土的影响，将自然条件下风化砂进行筛分，取有效粒径0.75mm～1mm范围内风化砂进行土样配制。
1.2 试样制备
由击实试验得到素膨胀土最大干密度1.653g/cm3，最优含水率15.62%，制样时以最大干密度1.7g/cm3、含水率15.6%，将风化砂与膨胀土质量比分别为0%、5%、15%、25%、35%进行均匀拌和，于恒温缸内静置24h，待重塑土水分充分均匀制成高度100mm，直径50mm的圆柱体试样。同时，为达到较好的饱和效果，对试样进行各8小时抽气饱和以及反压饱和，待饱和度B值达0.95以上再进行动力试验。
1.3 试验方案
根据现场勘查资料及取样深度，并参考已有研究[4]，确定三组试验围压100、150、200kPa。试验在不排水条件下进行，采用频率f=1Hz的正弦波，将各围压下预设的动荷载分10级施加于土样上，每级振动循环10次，当轴向动应变达到5%时视为破坏，具体试验方案见表1。
2 ?动弹性模量的变化规律
2.1 动弹性模量的计算
