Experimental Study on Shear Strength of Fulvic Acid-Contaminated Red Clay
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摘要: 通过在红黏土中掺入不同含量富里酸粉末制样，并对试样采用蒸馏水饱和浸泡，对浸泡龄期为7 d、14 d和28 d的试样进行直剪试验，分析不同富里酸掺入量和浸泡时间对红黏土试样抗剪强度的影响。试验结果表明，富里酸的掺入会降低土样的抗剪强度，土样的黏聚力随富里酸掺入量增加而提高，内摩擦角则随富里酸含量的增加而逐渐降低，相同富里酸掺入量下，浸泡时间越长，黏聚力越大，内摩擦角则越小。富里酸分子的羧基、羟基、羰基、甲氧基等活性官能团与土体矿物表面形成吸附作用，使得富里酸包裹在土颗粒表面，对土颗粒间形成联结作用，从而影响土体的抗剪强度指标。Abstract: To investigate the effect of fulvic acid on the shear strength of red clay, the red clay was mixed with different contents of fulvic acid powder to prepare samples and saturated with distilled water. Direct shear tests were carried out on the samples with soaking ages of 7 d, 14 d, and 28 d to analyze the effects of different dosages of fulvic acid and soaking time on the shear strength of red clay samples. The test results show that the addition of fulvic acid will reduce the shear strength of the soil samples. With the increase of fulvic acid incorporation, the shear strength of the samples increases and the internal friction angle decreases, respectively. With the same amount of fulvic acid, the longer the soaking time, the greater the cohesion and the smaller the internal friction angles. The active functional groups of the fulvic acid, such as carboxyl groups, hydroxyl groups, carbonyl groups, and methoxyl groups adsorbed on the surface of soil minerals, wrapping on the surface of soil particles and forming a bonding effect between the soil particles, thus affecting the shear strength indexes of the soil.
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Key words:
- shear strength /
- fulvic acid /
- red clay
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表 1 红黏土基本物理性质
含水率
w/%密度
ρ/(g·cm−3)相对密度
Gs液限
wL/%塑限
wp/%比表面积
S/(m2·g−1)颗粒组成/% 砂粒 粉粒 黏粒 2～0.075 mm 0.075～0.005 mm ＜0.005 mm 34 1.85 2.72 54.1 25.7 95.42 8.57 54.29 37.14 注：液限值取圆锥下沉深度17 mm对应的含水率。 
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表 3 红黏土氧化物成分及各成分质量分数
化学成分/% Al2O3 SiO2 Fe2O3 CaO K2O Na2O MnO P2O5 MgO TiO2 30.26 33.78 25.17 1.06 1.26 0.54 0.12 0.08 0.39 3.17
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[1] 赵 蕊,左双英,孙志强. 贵阳红黏土的应力–应变软化模型及参数研究[J]. 地下空间与工程学,2018,14(5):1258-1265. [2] 常红帅,刘 丽,季春生,等. 桂林、柳州两种红黏土的土–水特征曲线[J]. 桂林理工大学学报,2015,35(4):855-859. doi: 10.3969/j.issn.1674-9057.2015.04.027 [3] 蒙高磊,刘之葵,雷 轶. 红黏土的研究现状和展望[J]. 路基工程,2014,(4):7-11. [4] 陈佳雨,刘之葵. 原状与重塑红黏土强度变化机理[J]. 河南科技大学学报(自然科学版),2019,40(3):53-59,65. doi: 10.15926/j.cnki.issn1672-6871.2019.03.010 [5] 赵成刚, 白 冰, 王运霞. 土力学原理[M]. 北京: 北京交通大学出版社, 2006. [6] 孔令伟,罗鸿禧. 游离氧化铁形态转化对红粘土工程性质的影响[J]. 岩土力学,1993,14(4):25-39. [7] 王亮亮,杨果林. 红黏土抗剪强度与影响因子作用机理分析[J]. 铁道科学与工程学报,2009,16(6):44-48. doi: 10.3969/j.issn.1672-7029.2009.06.009 [8] 朱春鹏,刘汉龙,沈 扬. 酸碱污染土强度特性的室内试验研究[J]. 岩土工程学报,2011,33(7):1146-1152. [9] 潘 泰,赵贵涛,黄 英. pH值对云南红黏土力学特性及微观结构的影响[J]. 硅酸盐通报,2021,40(10):3427-3434. doi: 10.3969/j.issn.1001-1625.2021.10.gsytb202110034 [10] 陈 筠,赵 鹏,何 维,等. 碱污染红黏土抗剪强度特性室内试验研究[J]. 长江科学院院报,2017,34(12):94-100. doi: 10.11988/ckyyb.20160816 [11] 李会杰. 腐殖酸和富里酸的提取与表征研究[D]. 武汉: 华中科技大学, 2012. [12] 曹 静,孔 程,李松坡. 腐殖酸对泥炭土强度的影响及其机理分析[J]. 安全与环境学报,2022,22(5):2493-2499. doi: 10.13637/j.issn.1009-6094.2021.0765 [13] 刘宝臣,唐 黔,张晨富,等. 有机质污染下红黏土物理力学特性变化规律分析[J]. 路基工程,2014,(3):12-16. [14] 储诚富,邵 俐,刘松玉,等. 有机质含量对水泥土强度影响的室内定量研究[J]. 岩土力学,2006,27(9):1613-1616. doi: 10.3969/j.issn.1000-7598.2006.09.038 [15] 范昭平,朱 伟,张春雷. 有机质含量对淤泥固化效果影响的试验研究[J]. 岩土力学,2005,26(8):1327-1334. doi: 10.3969/j.issn.1000-7598.2005.08.027 [16] 刘 宽,叶万军,刘海军,等. 酸碱污染黄土抗剪强度演化规律及微观机制[J]. 岩土力学,2022,43(S1):1-12. doi: 10.16285/j.rsm.2020.0401 [17] MITCHELL J K, SOGA K. Fundamentals of Soil Behavior (Third Edition)[M]. New York: John Wiley & Sons, Inc. 2005. [18] 刘海桃,徐志豪,邵朝阳. 有机质对水泥改良红黏土的力学特性影响及微观机理分析[J]. 土工基础,2021,35(5):645-648. [19] 魏世勇,谭文峰,刘 凡. 土壤腐殖质—矿物质交互作用的机制及研究进展[J]. 中国土壤与肥料,2009,(1):1-6. doi: 10.3969/j.issn.1673-6257.2009.01.001 [20] 潘晓莹,时仁勇,洪志能,等. 富里酸对红壤酸度的改良及酸化阻控效果[J]. 土壤,2020,52(4):685-690. [21] 曹 净,余再西,刘海明,等. 富里酸对红黏土水泥土复合体的侵蚀性试验研究[J]. 昆明理工大学学报(自然科学版),2015,40(1):35-38,83. [22] 李爱民,冉 炜,代静玉,等. 天然有机质与矿物间的吸附及其环境效应的研究进展[J]. 岩石矿物学杂志,2005,(6):671-680. -
图(4) / 表(3)
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