云南大理地区强泥炭质土固结特性的试验研究

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泥炭土作为一种特殊土体,因为具有含水率高、有机质含量高、孔隙比和压缩性大等特点,所以虽属软土,但性质却又与软土不完全相同,在已有研究中出现了固结时间长、蠕变量大的特征。随着我国对西南地区基础设施投资的进一步加大,高速公路、高速铁路的建设势必会涉及到泥炭土地基,而如何正确处治这种特殊土地基却亟待研究。目前,国内针对泥炭土的研究刚刚起步,仍参照标准方法进行固结试验,而国外已有部分实验人员针对其固结影响因素调整了试验方式,获得了更为准确的试验数据。
  鉴于此,本文依托国家自然基金项目“路堤下泥炭土地基的固结机理及沉降计算方法研究”,针对云南大理地区的典型泥炭土,在测试其基本物理、化学特性的基础上,通过室内单向固结试验,探究了环境温度、使用麝香草酚抑制有机质分解等控制条件对泥炭土固结特性的影响,提出了泥炭土室内单向固结试验过程中的控制条件,减少了固结试验过程中环境的“扰动”,并在此基础上探究了泥炭土的固结特性,得到相关结论。
  首先,探究了温度对于泥炭土固结过程的影响,通过对比低应力与高应力两种条件下,不同有机质含量试样在固结过程中,单位小时压缩量随温度变化的趋势,分析了温度对于泥炭土固结变形量的影响。结果表明无论低应力或高应力,温度对于泥炭土的固结变形量有着较大影响,并且这种影响随有机质含量升高而增大。
  其次,在控制了试验环境温度的条件下,探究了麝香草酚溶液对于泥炭土中有机质分解的抑制作用,通过对比不同固结时间试验组试验前后的烧失量和总氮(TN)含量,发现无论是7天,还是60天,使用浓度为1%的麝香草酚溶液可以有效抑制泥炭土固结过程中的有机质分解,减少因土样取出后接触空气带来的有机质的加速分解;同时,在控制了其他变量的情况下,对比探究了浸泡和喷淋两种试验方法的使用效果,通过对比主固结完成时间、固结系数以及次固结系数等主要参数,发现浸泡方法对减少泥炭土中有机质的分解更为有效。
  最后,在本文所得到的最优控制条件下进行固结试验,延长了800kPa荷载下的固结时间至变形量小于0.01mm/天,以此探究强泥炭质土的固结特性,得到了相应结论。同时分析了第三固结阶段出现的主要原因,得到了800kPa荷载作用下的主次固结比约为1.2,Cα与Cc比值为0.063。
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