砖混类建筑垃圾改良高液限红黏土力学性能研究

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伴随着我国高速公路事业的蓬勃发展,路基工程质量问题日益突出。高液限土在工程中极其常见,用其作为路基填料直接填筑将引发一系列工程病害,因此亟需对其进行改良处理。为充分响应绿色低碳的环保理念,实现建筑垃圾的循环利用,本文提出了砖混类建筑垃圾改良高液限土的思路。本研究以江西某公路工程高液限红黏土为对象,首先通过室内试验获取其初始物理特性;而后掺入不同粒径4.75~9.5mm(记为a)、9.5~13.2mm(记为b)、13.2~16mm(记为c),不同掺比10%、15%、20%、25%、30%的砖混类建筑垃圾改良高液限红黏土,通过击实试验、直剪与三轴试验、固结试验和CBR试验确定不同条件下改良土的力学指标,综合对比分析,得出以下结论:(1)在击实试验中,改良高液限红黏土的最大干密度随建筑垃圾掺比的增加而增大。但掺入不同粒径范围建筑垃圾的影响规律并不一致,当高液限红黏土所掺建筑垃圾粒径为b时,最大干密度随建筑垃圾掺比的增加增长最快,粒径a次之,粒径c最慢。改良后高液限红黏土的最优含水率随建筑垃圾掺比的增加均有所减小,当所掺建筑垃圾粒径为b时,其最优含水率随建筑垃圾增加下降最快,粒径a次之,粒径c最慢。当掺比为25%~30%时,各粒径范围内改良土的最大干密度增长均减缓。(2)不同检测抗剪强度指标方法下,不同建筑垃圾粒径改良的高液限红黏土随建筑垃圾掺比的不同其抗剪强度指标变化规律均有所不同。直剪试验中,三种不同粒径建筑垃圾下改良土的粘聚力均随掺比的增大先增大后减小;当建筑垃圾粒径为a时,土体摩擦角随掺比的增大而增大,粒径为b、c时土体的摩擦角随掺比的增大先增大后减小。三轴剪切试验中,当建筑垃圾为粒径a时,土体粘聚力随掺比的增大而增大,摩擦角随掺比的增大先减小后增大最后减小的趋势;建筑垃圾为粒径b时,土体粘聚力随掺比的增大先增大后减小,摩擦角随掺比的增大先减小后增大;建筑垃圾为粒径c时,土体粘聚力随掺比的增大而增大,摩擦角随掺比的增大而减小。(3)在固结试验中,三种不同粒径建筑垃圾改良的高液限红黏土压缩系数随建筑垃圾掺比的增大均减小,压缩模量均增大。不同粒径下土体的压缩系数、压缩模量随建筑垃圾的增大其变化速度也存有一定的不同,最终结果是三种粒径的压缩系数减小速度为粒径b>粒径a>粒径c,而三种粒径的压缩模量增大速度为粒径b>粒径a>粒径c。(4)在CBR试验中,三种不同粒径建筑垃圾改良的土体CBR值均随建筑垃圾掺比的增大而增大,膨胀量与吸水量均减小,其中在建筑垃圾粒径为b时CBR值增长最快,粒径为c时增长次之,粒径a最慢。当掺比达到10%及以上时,改良土CBR值均能达到高速公路及一级公路的下路堤要求(3%)。改良土CBR值增速较快的掺比范围为15%~25%,当掺比达到25%~30%时,CBR值增长均减缓。
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