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湿陷性黄土–红砂岩集成水泥土填筑材料冻融循环试验研究

金生莲 杨作青 张鑫 曾海珍 朱彦鹏

金生莲, 杨作青, 张鑫, 曾海珍, 朱彦鹏. 湿陷性黄土–红砂岩集成水泥土填筑材料冻融循环试验研究[J]. 岩土工程技术, 2023, 37(5): 602-608. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.05.014
引用本文: 金生莲, 杨作青, 张鑫, 曾海珍, 朱彦鹏. 湿陷性黄土–红砂岩集成水泥土填筑材料冻融循环试验研究[J]. 岩土工程技术, 2023, 37(5): 602-608. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.05.014
Jin Shenglian, Yang Zuoqing, Zhang Xin, Zeng Haizhen, Zhu Yanpeng. Experimental Study on Freeze-thaw Cycle of Collapsible Loess Red Sandstone Integrated Cement Soil Filling Material[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2023, 37(5): 602-608. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.05.014
Citation: Jin Shenglian, Yang Zuoqing, Zhang Xin, Zeng Haizhen, Zhu Yanpeng. Experimental Study on Freeze-thaw Cycle of Collapsible Loess Red Sandstone Integrated Cement Soil Filling Material[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2023, 37(5): 602-608. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.05.014

湿陷性黄土–红砂岩集成水泥土填筑材料冻融循环试验研究

doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.05.014
基金项目: 国家自然科学基金面上项目(51978321);国家重点研发计划(2019YFD1101004);教育部长江学者和创新团队支持计划项目(IRT17R51)
详细信息
    作者简介:

    金生莲,女,1983年生,汉族,甘肃兰州人,大专,工程师,主要从事地质灾害治理和建筑地基基础专业技术管理及研究工作。E-mail:876883244@qq.com

  • 中图分类号: TU 411.3

Experimental Study on Freeze-thaw Cycle of Collapsible Loess Red Sandstone Integrated Cement Soil Filling Material

  • 摘要: 在湿陷性黄土地区,基槽回填区常因回填土自身沉降和湿陷等问题产生区域大面积沉降,对建筑正常使用和居民正常生活造成了严重影响。根据区域工程实际,提出湿陷性黄土–红砂岩集成水泥土填筑材料,并通过设置湿陷性黄土、红砂岩、水泥及水的不同占比进行正交试验,得到了利用黄土、红砂岩开发新型基槽回填材料的最佳配合比。通过对集成水泥土试件与素水泥土试件进行冻融循环试验,发现集成水泥土的抗冻性能明显优于素水泥土,具有更好的力学性能与使用耐久性。本研究为湿陷性黄土地区填筑材料的工程应用提供了一定的参考。

     

  • 图  1  工程开挖湿陷性黄土

    图  2  工程开挖红砂岩

    图  3  抗压试验破坏图

    图  4  湿陷性黄土和红砂岩比例效应曲线图

    图  5  水泥掺量效应曲线图

    图  6  用水量效应曲线图

    图  7  水泥土冻融循环试验无侧限抗压强度变化图

    图  8  水泥土质量变化率点线图

    图  9  素水泥土试件冻融循环下试件外观图

    图  10  湿陷性黄土–红砂岩集成水泥土填筑材料试件冻融循环下试件外观图

    图  11  冻融循环试验下水泥土应力–应变曲线

    表  1  正交试验因素水平表

    水平因素
    湿陷性黄土与红砂岩比例水泥掺量/%用水量/%
    160:4068
    265:35810
    370:301115
    475:251320
    580:201525
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    表  2  正交试验结果

    试验号湿陷性黄土和
    红砂岩比例
    水泥用量/%用水量/%无侧限抗压
    强度/MPa
    1 60∶40 6 8 1.320
    2 60∶40 8 10 1.454
    3 60∶40 11 15 1.920
    4 60∶40 13 20 2.211
    5 60∶40 15 25 2.373
    6 65∶35 6 10 1.472
    7 65∶35 8 15 1.669
    8 65∶35 11 20 1.870
    9 65∶35 13 25 2.091
    10 65∶35 15 8 2.430
    11 70∶30 6 15 1.072
    12 70∶30 8 20 1.102
    13 70∶30 11 25 2.386
    14 70∶30 13 8 2.383
    15 70∶30 15 10 3.428
    16 75∶25 6 20 1.355
    17 75∶25 8 25 1.539
    18 75∶25 11 8 1.598
    19 75∶25 13 10 3.030
    20 75∶25 15 15 3.408
    21 80∶20 6 25 1.104
    22 80∶20 8 8 1.402
    23 80∶20 11 10 2.512
    24 80∶20 13 15 2.230
    25 80∶20 15 20 2.108
    注:湿陷性黄土和红砂岩用量比例均为土体干燥时的质量比,水泥掺量为干燥粗细集料总用量的百分比;用水量为干燥集料与水泥总质量的百分比,因土体具有一定天然含水量,为保持一致,用水量包括土体的天然含水量。
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    表  3  正交试验极差分析表

    K湿陷性黄土与红砂岩比例水泥用量/%用水量/%
    K19.2786.3238.187
    K29.5327.1668.323
    K310.37110.2869.586
    K410.911.94510.879
    K59.35613.73710.292
    k11.85561.26461.6374
    k21.90641.43321.6646
    k32.07422.05721.9172
    k42.1862.38902.1758
    k51.87122.74942.0584
    R0.33041.48480.5384
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    表  4  方差分析结果表

    因素偏差平
    方和
    自由度平均偏差平方和F显著性
    A0.28940.0722.182
    B7.82441.95659.273显著
    C2.61440.65419.812显著
    误差0.13340.033
    总和10.86020
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    表  5  湿陷性黄土–红砂岩集成水泥土填筑材料最优配合比

    湿陷性黄土与红砂岩的比例水泥掺量/%用水量/%
    75∶251520
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-06-22
  • 修回日期:  2022-12-27
  • 录用日期:  2023-05-06
  • 刊出日期:  2023-10-16

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