由于膨胀土吸水膨胀、失水收缩的特殊性,经常会给工程建设带来很多不可避免的危害和造成严重的经济损失,因此在膨胀土地区进行相关工程建设时,需对膨胀土进行改良后方可应用在实际工程中。但目前针对改良膨胀土的研究主要集中在改良后土体的物理性质、微观结构以及静态力学性质等方面,对改良土在冲击动荷载作用下的动态力学特性的研究是相对较少的。在实际工程中,改良后的土体往往还会受到冲击动荷载作用,因此研究改良土动态力学特性是有必要的。本文首先采用水泥和粉煤灰对膨胀土进行改良,并进行一系列物理力学性能试验,得出水泥和粉煤灰混合改良的最佳掺量,然后在水泥和粉煤灰最佳掺量的基础上,对不同玄武岩纤维掺量和不同掺砂量的水泥粉煤灰改良土进行无侧限抗压强度试验、SHPB试验和SEM扫描电镜试验。主要研究内容如下:(1)在膨胀土中单独掺入水泥以及混合掺入水泥和粉煤灰,并对单掺水泥改良土、水泥粉煤灰混合改良土进行一系列的物理力学性能试验,包括自由膨胀率试验、收缩率试验、界限含水率试验、无荷膨胀率试验和抗压强度试验,分析了改良后土体的胀缩特性和力学性质的变化规律,得出当水泥掺量为5%,粉煤灰掺量为10%时,为混合改良膨胀土的最佳掺量。(2)在水泥和粉煤灰最佳混合掺量的基础上,选用玄武岩纤维和天然砂对水泥粉煤灰改良土进行进一步优化改良。对纤维掺量为0%、0.3%、0.6%、0.9%和1.2%的水泥粉煤灰改良土和掺砂量为0%、8%、16%和24%的水泥粉煤灰改良土进行无侧限抗压强度试验,分析静态荷载作用下纤维加筋改良土和掺砂改良土的应力-应变曲线、无侧限抗压强度以及试样的破坏形态,并分别得到纤维的最佳掺量为0.6%,砂的最佳掺量为8%,对比分析发现掺入纤维对水泥粉煤灰改良土无侧限抗压强度的提高效果更佳。(3)在水泥和粉煤灰最佳混合掺量的基础上,采用SHPB试验系统,对纤维掺量为0%、0.3%、0.6%、0.9%和1.2%的水泥粉煤灰改良土和掺砂量为0%、8%、16%和24%的水泥粉煤灰改良土进行冲击压缩试验,分析冲击动荷载作用下纤维加筋改良土和掺砂改良土的应力-应变曲线、动强度;并对改良土冲击破碎过程中的能量耗散进行分析和探讨;采用分形理论对破碎碎块进行统计分析,得到改良土冲击破碎碎块的分形维数的变化规律以及建立分形维数与能耗密度的关系,并得到冲击荷载作用下改良土破碎碎块的能量耗散与动态强度、分形维数三者之间的关系。根据冲击动态强度和能量耗散分析可得出在冲击压缩试验中,纤维的最佳掺量为0.6%,砂的最佳掺量为8%。对比分析发现纤维的掺入对水泥粉煤灰改良土吸能特性的提高相比掺入砂较为明显。(4)通过SEM试验观察并分析水泥粉煤灰改良土的内部水化产物的生成以及微观结构的变化,同时,观察不同纤维掺量的改良土和不同掺砂量的改良土内部微观结构形貌,结合宏观力学特性进一步解释纤维和砂增强水泥粉煤灰改良土的内在机理。图61表13参95