【摘 要】
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红黏土是广西地区分布较为广泛的特殊性土,具有一些不良的工程地质特性,广西同时将碳酸钙产业打造为千亿元产业之一,结合地理优势选用不同粒径碳酸钙对红黏土进行改性。本文以桂林雁山红黏土为研究对象,探讨在不同粒径碳酸钙影响下对其强度和微观特性的影响,主要的研究成果如下:(1)对不同粒径碳酸钙红黏土进行X射线衍射(XRD)、p H值、比表面积、界限含水率试验得出:掺入不同粒径碳酸钙会使红黏土的p H值、矿物
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红黏土是广西地区分布较为广泛的特殊性土,具有一些不良的工程地质特性,广西同时将碳酸钙产业打造为千亿元产业之一,结合地理优势选用不同粒径碳酸钙对红黏土进行改性。本文以桂林雁山红黏土为研究对象,探讨在不同粒径碳酸钙影响下对其强度和微观特性的影响,主要的研究成果如下:(1)对不同粒径碳酸钙红黏土进行X射线衍射(XRD)、p H值、比表面积、界限含水率试验得出:掺入不同粒径碳酸钙会使红黏土的p H值、矿物成分含量发生变化以及碳酸钙的小比表面积替换比表面积较大的红黏土,导致界限含水率显著降低;通过堆积密度试验发现掺入碳酸钙粒径大于等于6.79μm时能够有效改善红黏土的堆积密度。(2)对不同粒径碳酸钙红黏土进行标准固结试验和固结排水三轴剪切试验得出,掺入不同粒径的碳酸钙对红黏土的压缩性和应力-应变曲线类型影响不明显,但会使红黏土黏聚力和内摩擦角不同程度的降低,主应力差峰值强度出现一定程度的减弱;(3)考虑成本的因素选用粒径6.79μm碳酸钙掺入红黏土中并养护,通过固结排水三轴剪切试验探究养护龄期对该粒径的强度特性影响,发现随着养护龄期的增加,会使其主应力差峰值和内摩擦角增大,但对其黏聚力影响较小,主要由于掺入碳酸钙会发生水化反应,随着养护龄期的增加,会改变红黏土的引力、斥力等共同作用力。(4)通过对掺入不同粒径的碳酸钙红黏土进行X射线荧光光谱分析(XRF)和电镜显微扫描(SEM)试验发现,掺入不同粒径的碳酸钙使红黏土中的Si O2、Al2O3、Fe2O3矿物元素有不同程度的减少,破坏土原有的胶结平衡;同时通过SEM图像可观察到红黏土矿物颗粒的接触形式主要为点-点、点-面和面-面三种接触,当掺入碳酸钙后,碳酸钙会嵌入红黏土矿物颗粒并相互咬合,由于不同粒径的碳酸钙的比重相差不大,在相同质量下,粒径较大的,其颗粒较少,在土体颗粒中较分散,随着粒径减小,碳酸钙颗粒会增多,在土颗粒中出现成团的现象,并且改变其接触方式,因此掺入不同粒径碳酸钙会改变红黏土的胶结平衡以及矿物颗粒的接触形式导致产生新的强度特性。(5)对掺入不同粒径的碳酸钙红黏土进行固结排水三轴剪切试验,建立不同粒径碳酸钙红黏土的邓肯-张模型,得出邓肯-张模型可以较好的反应不同粒径碳酸钙红黏土的应力-应变特性。
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