生物酶纤维复合改性红粘土力学性能研究

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目前,在我国的道路建设中,绝大部分的路面基层都是通过添加水泥、石灰等材料来满足使用要求,以达到所需要的强度。其中水泥具有强度高,使用寿命长等优点。但是作为传统的路面基层材料,水泥、石灰也存在价格昂贵,使用中会因为收缩开裂而产生裂缝,造成环境破坏等缺点。随着我国道路行业新材料的蓬勃发展,越来越多的可替代材料进入我们的视野,例如生物酶、纤维等。生物酶固化土具有无污染、施工方便、固化强度高、水稳定性好、成本低等优点;纤维加筋土则具有低成本、阻裂、降低土壤渗透性等优点,因此它们在实践中具有宽广的应用前景。在工程实践中,单纯的添加生物酶或者纤维都存在加固效果不理想的情况,而添加生物酶可以大大提高土壤对纤维的握裹力,从而把纤维本身所具有的力学性能充分发挥出来,达到增强土壤强度的效果,因此本论文将它们合二为一,重点研究生物酶、纤维两种材料复合改性对土壤性能的影响,为生物酶、纤维等新材料的进一步推广提供参考数据与依据。本文主要研究内容包括:(1)对试验所用土壤进行筛分析,击实试验,液塑限试验等测定最佳含水率和最佳干密度,确定研究的基础数据。(2)以所用土壤的基础数据为依托,通过对比试验确定纤维和生物酶的最佳掺量。(3)分析在不同压实度的情况下,添加相同数量纤维对试件力学性能的影响。(4)同时掺入生物酶和纤维复合改性土壤,运用中心试验法求出最佳掺量,并论证生物酶和纤维是否对对方的最佳掺量产生影响。(5)通过扫描电镜(SEM)观察生物酶和纤维复合改性对土壤微观结构的影响。  本文得到的结论有:(1)生物酶在长沙地区的红粘土中最佳掺量为40g/m3,最佳掺量下生物酶试件的30天抗压强度为1.065Mpa,要比相同条件下未添加生物酶试件的抗压强度增加41.6%。(2)本文得出的一个参考含量是当纤维掺量为土壤质量的0.95%时,试件强度比较高,其30天抗压强度值为2.269Mpa,要比相同条件下的不添加纤维的素土试件强度增加2.87倍。(3)素土试件中,压实度为90%时试件的30天抗压强度为0.373Mpa,相比100%压实度的试件强度下降了53%。(4)当纤维含量为0.95%时,压实度为90%时试件的30天抗压强度为1.228Mpa,相比于相同条件下100%压实度的试件强度下降了46%。(5)生物酶与纤维复合改性土壤研究,得出生物酶含量为40g/m3、纤维含量为0.95%时,复合改性土壤的效果最好。7天抗压强度为2.256Mpa,为素土试件抗压强度的3.46倍;30天抗压强度为2.589Mpa,为素土试件抗压强度的3.44倍。
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