水泥与EPS颗粒掺入比对LSES力学特性的影响.pdf

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1、第31卷第2期水电能源科学Vo1．31NO．132013年2月WaterResoureesandPowerFeb．2013文章编号：1000—7709(2013)020142—04水泥与EPS颗粒掺入比对LSES力学特性的影响胡焕忠。，徐光黎。，叶三霞。，谢书萌。(1．中国地质大学工程学院，湖北武汉430074；2．中国地质大学岩土钻掘与防护教育部工程研究中心，湖北武汉430074；3．中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川成都610072)摘要：为研究发泡聚苯乙烯(EPS)颗粒掺入比与水泥掺入比对砂土与EPS颗粒混合轻质土(LSES)力学特性的影响，针对ISES

2、做了无侧限抗压强度试验，获得了在不同水泥掺入比、EPS颗粒掺入比条件下，ISES的应力应变曲线、抗压强度及变形模量的变化规律。关键词：砂土与EPS颗粒混合轻质土；无侧限抗压强度试验；应力应变关系；抗压强度；变形模量中图分类号：TU411．3文献标志码：A发泡聚苯乙烯(EPS)颗粒混合轻质土具有可剂采用华新水泥厂的C25硅酸盐水泥。塑性强、隔热、强度和密度可调节性强、自立性强、各组分的掺入比均由各组分与原料土的比值施工简便、环保经济等优点，在软弱地基处理、边决定，EPS颗粒掺入比由EPS颗粒体积与原料土坡工程填土、路基填筑、道路拓宽、管道回填、桥台的体积之比控制，水泥

3、掺入比由水泥质量与原料填土等领域得到广泛应用。我国对EPS轻质混土的质量之比控制，水的掺入比由水的质量与原合土的渗透、物理力学等方面做了大量试验，料土的质量之比控制。试验配比方案见表1。并对EPS颗粒轻质混合土的本构模型进行了探EPS掺入比1．08、1．44、1．80、2．16与水泥掺入比究[9。。本文在已有研究的基础上，针对原料土10、15、20、25做的平行交叉试验，共4×4—加¨加为砂土的EPS颗粒混合轻质土，通过无侧限抗压16组试验。强度试验，研究了应力应变曲线、抗压强度及变形表l试验方案Tab．1Schemeofunconfinedcompressiont

4、est模量随水泥掺入比和EPS颗粒掺入比的变化规律。1试样制备及试验方法1．1试样制备采用中砂为原料土，堆积体密度1．52g／cm3，相对密度2．66，砂的不均匀系数C一2．92，曲率系数C一0．91，为级配不良砂(图1)。轻质材料采用2．5～3．5rnm的圆球EPS颗粒，堆积体密度0．017g／cm。，纯颗粒密度0．03g／cm。。固化100’。’’～蠡、齑B0。》按配比方案，加入各原料，对试样进行混合搅60、l拌，直至形成均匀的拌合物。将拌合物以分三层委。、击实的成型方法装入直径3．91cm、高度8．00cm20H1的圆柱形模具中，置入标准养护箱中养护(温度与0

5、20±2℃，湿度大于95)，养护24h后脱模，再在粒径／iTlm养护箱中养护，直至达到养护龄期14d后再试验。图1砂的粒径级配累积曲线Fig．1Sizegradingcumulativecurveofsand1．2试验方法收稿日期：2012—06—29，修回日期：2012～07—24作者简介：胡焕忠(1986一)，男，硕士研究生，研究方向为地质r【程，E—mail：715047697@qq．corn第31卷第2期胡焕忠等：水泥与EPS颗粒掺入比对LSES力学特性的影响·143·采用南京土壤仪器厂生产的应变式无侧限压混合的轻质土(LSES)试样内部的胶结结构自身bR尉

6、缩仪，据国家标准《公路土工试验规程》l_】对达到的强度及其占据的空间增大。③试样的应变软化养护龄期的试样进行无侧限抗压强度试验，以应特性随水泥掺入比的增加呈增强趋势，所有的应勰。。变控制压缩速率，每分钟轴向应变为1．5，即压力应变曲线均基本可反映试样的应变软化特性。缩速率1．2ram／rain。试验中，每组4个试样做2．1_2EPS颗粒掺人比平行试验。在受外荷载较小时，EPS颗粒基本不需承受荷载，可简化为水泥土中的空隙；而随着EPS颗2结果分析粒掺入比的增加，体积置换增大，当掺入比达到一定值时，EPS颗粒就开始承担外荷载。本文对同2．1应力应变曲线的变化规律一水泥掺

7、入比，不同EPS颗粒掺入比的应力应变2．1．1水泥掺入比规律进行了试验，结果见图3。由图可看出：①随水泥掺入比不同时，试样密度变化较小，所以着EPS颗粒掺入比的增加应力应变曲线表现出从应变软化向应变硬化转变的趋势。因为EPS水泥掺人比变化对试样自身体积分配影响较小，颗粒掺入比较小时，LSES的结构性较强，主要是但试样自身的模量、结构强度、刚度等性质随水泥水泥土在承担荷载；②随着EPS颗粒掺人比的增含量的增大而增大，水泥掺入比增加可增强大，LSES的结构性变弱，表现出EPS颗粒的应变LSES的结构强度，不同水泥掺入比时应力应变硬化特性_】。且应变软化特性在低EPS