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《黄土状压实填土压缩和强度特性研究》篇一一、引言黄土作为我国特有的地貌单元，具有广泛的地质分布和独特的物理力学性质。
近年来，随着工程建设的快速发展，黄土状压实填土的压缩和强度特性逐渐成为岩土工程领域研究的热点。
本文旨在通过对黄土状压实填土的压缩和强度特性的研究，探讨其物理力学行为及变化规律，为工程建设提供理论支持。
二、研究内容（一）黄土状压实填土的压缩特性研究黄土状压实填土的压缩特性是研究其物理力学性质的重要方面。
本文通过室内试验，对黄土状压实填土进行不同条件下的压缩试验，探究其压缩过程、压缩系数、回弹系数等指标的变化规律。
试验结果表明，黄土状压实填土的压缩性较大，其压缩系数随含水率、干密度等因素的变化而发生变化。
此外，黄土状压实填土的回弹现象也较为明显，回弹系数与压缩过程密切相关。
（二）黄土状压实填土的强度特性研究黄土状压实填土的强度特性是评价其工程性能的重要指标。
本文通过室内试验和理论分析，研究了黄土状压实填土的抗剪强度、抗压强度等指标。
试验结果表明，黄土状压实填土的抗剪强度随干密度的增大而增大，随含水率的增大而减小。
同时，黄土状压实填土的抗压强度也受干密度、含水率等因素的影响，表现出明显的非线性特征。
三、影响因素分析（一）含水率的影响含水率是影响黄土状压实填土物理力学性质的重要因素。
本文通过试验发现，随着含水率的增大，黄土状压实填土的压缩性增大，回弹现象减弱，抗剪强度和抗压强度均有所降低。
因此，在工程建设中，应合理控制填土的含水率，以保证其工程性能。
（二）干密度的影响干密度是反映黄土状压实填土密实程度的重要指标。
本文研究表明，随着干密度的增大，黄土状压实填土的抗剪强度和抗压强度均增大，但其压缩性和回弹现象的变化规律因具体情况而异。
因此，在工程实践中，应根据实际需要合理控制填土的干密度。
四、结论本文通过对黄土状压实填土的压缩和强度特性的研究，探讨了其物理力学行为及变化规律。
研究结果表明，黄土状压实填土具有较大的压缩性和明显的回弹现象，其抗剪强度和抗压强度受含水率和干密度等因素的影响。
黄土状压实填土压缩和强度特性研究摘要：基于非饱和土力学理论，并考虑黄土结构性的影响，本文通过三轴剪切试验取得了原状黄土的压缩性随含水量的增加而增加的结论，确定了土体割线模量与含水量之间的定量关系。
关键词：非饱和土湿陷性黄土三轴剪切试验建筑结构基础设计过程中，由于工程地质条件的多样性，地基土抗剪强度的不同，常常需要对地基持力层或主要受力层进行处理，常用的方法有换填垫层法；另外，在山区地基或者丘陵地带，由于地形地貌的原因，建设场地起伏较大，这时，也需要对地基进行处理，常用的方法有压实填土法。
对于这两种方法，在填料选择和施工技术等方面类似，工程人员在设计时对一些参数的选取存在混淆，本文着重从适用范围、质量控制、填土厚度、承载力修正等四个方面分析了两者的区别。
1、影响路基压实的因素1.1含水量对压实的影响由土的三相分析中可知，土中含水量的变化，较大程度上影响土的性质的改变，对所能达到的密实度起着非常重要的作用，随着含水量的增加，土所处的状态发生变化，即可由半固态→硬塑态→较塑态→液态的过程转变，不同状态的土对外力的抵抗能力是不同的，处在半固体状态的土，含水量小，可塑性很小，压实困难，遇水则强度急剧下降，作为路基填土硬塑状态的土基容易通过压实获得最佳密实度和较好的水稳定性；处于较塑状态的土，由于含水量偏高，土基难以压密，在碾压过程中可能会产生弹簧现象，变形较大。
当含水量达到最佳含水量时，可以达到最大干密度。
1.2土质对压实的影响就填筑路堤而言，最适宜的是砂砾土、砂土及砂性土，这些土容易压实，有足够的稳定性和水稳定性，最难压实的土是黏土，黏土的特点是液限大，最佳含水量比其他土类大，而最大干密度较小，但经压实的黏土仍具有良好的不透水性。
土粒愈细最佳含水量的绝对值愈高，最大密度的绝对值则较低。
砂砾土的颗粒较粗，呈松散状态，水分易散失。
因此，含水量对砂土没有多大实际意义。
1.3压实功能对压实的影响所谓压实功能即压实土壤所消耗能力之大小。
pH值对湿陷性黄土物理力学性能及微观结构的影响
郝俊峰;冯飞鸿;王涛;谷孟辉
【期刊名称】《岩土工程技术》
【年(卷),期】2024(38)2
【摘要】酸碱污染严重影响岩土工程长期稳定性。
利用无侧限抗压强度、湿陷性试验、抗剪强度试验,研究不同pH值对黄土物理力学性能的影响,并采用XRD、SEM进一步探究不同pH值对黄土的影响机理。
试验结果表明,与对照组相比(pH=7),pH值降低导致矿物成分衍射峰强度明显下降,且pH=3与pH=5中孔与大孔分别占比93.3%、89.9%,进而使无侧限抗压强度、湿陷性、抗剪强度下降。
随pH值增加,在碱性环境中会生成大量胶凝物质,矿物成分衍射峰强度提高,与pH=7相比,p H=9与pH=11微孔与小孔分别增加25.0%、59.96%,使黄土物理力学性能得到提升。
酸污染会降低黄土物理力学性能,而碱污染可提高黄土物理力学性能,可为黄土地区酸碱污染防治提供参考依据。
【总页数】5页(P233-237)
【作者】郝俊峰;冯飞鸿;王涛;谷孟辉
【作者单位】中铁七局集团第三工程有限公司;华北水利水电大学
【正文语种】中文
【中图分类】TU411
【相关文献】
1.庆阳地区湿陷性黄土物理力学性质及湿陷性变化规律研究
2.浸水作用下湿陷性黄土微观结构及分形特征研究
3.辽西黄土湿陷变形特性及湿陷后微观结构变化
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《黄土状压实填土压缩和强度特性研究》一、引言黄土作为我国特有的地貌现象，其独特的物理力学性质对地质工程、建筑安全等领域有着重要的影响。
在各类工程项目中，黄土状压实填土作为一种常见的地基处理方式，其压缩和强度特性对于保证工程安全具有重要的意义。
本文将重点对黄土状压实填土的压缩和强度特性进行研究，为相关工程设计和施工提供理论依据。
二、黄土状压实填土的压缩特性研究1. 压缩试验方法黄土状压实填土的压缩特性主要通过室内试验进行测定。
试验中，我们采用一系列的压缩实验仪器，按照国家标准和行业规范进行试验操作。
在实验过程中，通过施加不同压力和保持一段时间，观察并记录黄土样品的变形情况，从而得出其压缩特性。
2. 压缩曲线分析通过对实验数据的分析，我们可以得到黄土状压实填土的压缩曲线。
该曲线反映了在不同压力下黄土的变形情况。
根据曲线特点，我们可以了解黄土的压缩性能，包括其初始压缩、次要压缩和后期稳定三个阶段。
其中，初始压缩阶段主要是由于土样中水分的排除和结构调整；次要压缩阶段则是由于颗粒间结构的进一步调整和破坏；后期稳定阶段则是由于颗粒间的接触逐渐稳定，变形趋于稳定。
三、黄土状压实填土的强度特性研究1. 强度试验方法黄土状压实填土的强度特性主要通过抗剪强度试验进行测定。
在试验中，我们通过施加不同的剪切力，观察并记录黄土样品的剪切破坏情况，从而得出其抗剪强度。
此外，我们还可以通过其他方法，如三轴试验等，对黄土的强度特性进行更全面的研究。
2. 强度特性分析通过对实验数据的分析，我们可以得到黄土状压实填土的强度特性。
这些特性包括内摩擦角、粘聚力等。
内摩擦角反映了黄土颗粒间的摩擦阻力；粘聚力则反映了颗粒间的粘结力。
这些特性都与黄土的矿物成分、颗粒大小、孔隙结构等密切相关。
同时，这些特性也受外部环境因素如湿度、温度等的影响。
四、影响黄土状压实填土压缩和强度特性的因素1. 含水率的影响含水率是影响黄土状压实填土压缩和强度特性的重要因素。
第33卷 第7期 岩 土 工 程 学 报 Vol.33 No.7 2011年7月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering July 2011 酸碱污染土强度特性的室内试验研究朱春鹏1，刘汉龙2, 3，沈 扬2, 3(1. 常州大学岩土工程研究所，江苏 常州 213164；2. 河海大学岩土力学与工程教育部重点实验室，江苏 南京 210098；3. 河海大学岩土工程研究所，江苏 南京 210098)摘要：随着环境污染不断加剧，城市土地被污染亦屡见不鲜，这使得污染土研究成为环境岩土工程领域中的一个崭新课题。
酸碱污染使地基土改性，因此，研究酸碱污染土的污染机制、勘察评价和处理措施，对稳定建筑工程质量，保护环境有重要意义。
通过人工方法制备了4种不同浓度的酸碱污染土试样，通过直剪试验和三轴试验研究了不同浓度酸碱污染土强度特性，并对影响酸碱污染土直剪强度各种因素进行了分析，包括土样稠度状态、孔隙比和微观结构的影响。
在此基础之上，研究了酸污染土总应力强度指标与其浓度的关系，得到了计算公式，便于工程应用。
关键词：污染土；抗剪强度；液性指数；微观结构；总应力强度中图分类号：TU441 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2011)07–1146–07作者简介：朱春鹏(1979–)，男，江苏扬州人，博士，主要从事环境岩土工程科研和教学工作。
E-mail: zcpeng@。
Laboratory tests on shear strength properties of soil polluted by acid and alkaliZHU Chun-peng1, LIU Han-long2, 3, SHEN Yang2, 3(1. Institute of Geotechnical Engineering, Changzhou University, Changzhou 213164, China; 2. Key Laboratory of Ministry of Educationfor Geomechanics and Embankment Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China; 3. Geotechnical Research Institute, HohaiUniversity, Nanjing 210098, China)Abstract: With the aggravation of environmental pollution, the urban soils are severely polluted, which makes the research on polluted soils a new topic in the environmental geotechnology and much attention is attracted from the academic and engineering fields. The properties of the foundation soils are changed by acid and alkali pollution. Hence, environmental protection is of great significance for studying the pollution mechanism, survey evaluation and treatment of polluted soils. The polluted soils with 4 different concentrations of acid and alkali are artificially prepared. The strength characteristics of the polluted soils are studied by means of direct shear tests and triaxial tests, and the influences of consistency phase of soils, pore-solid ratio and microstructure on the direct shear strength of the acid polluted soils are analyzed. Based on the relationship between the total stress strength index of acid polluted soils and its concentration, the relevant formula in is obtained, and it is practical in engineering.Key words: polluted soil; shear strength; liquidity index; microstructure; total stress strength0 引 言随着装备制造业的迅速发展，自然环境遭到一定程度甚至相当严重的破坏，这其中工业企业对地基土污染问题就是较为严重的环境岩土工程问题[1]。
新型高分子材料 SH加固黄土强度及机理分析摘要：作为新型水溶性高分子固化材料，SH具有较好的发展前景。
本文在探讨SH加固黄土的强度特征时，采取了多种试验方法，如单轴抗压强度试验、扫描电镜与X射线相结合、红外光谱及比表面与微孔隙分析的方式等，进而对固化材料的固化机理进行进一步探究。
最终得出：SH加固黄土的强度与SH的掺量之间并非线性关系，但会随之增大而有所增加；在后期，SH的固化黄土强度较高。
将SH加入黄土中，可降低其压缩性和湿陷性。
SH可打破黄土的结构，提高其颗粒间的联结性。
关键词：高分子材料；黄土加固；抗压强度；添加剂我国的黄土大都分布在西北和华北等区域，由于天然黄土的工程性质不佳，因此在进行经济建设或开展生态环境改善工程时，都需对该黄土采取加固处理。
在实际工程中应用黄土时，常常会由于其具有的缺点，而受到各种局限，在此基础上，人们研制成功了一种新型的水溶性高分子固化剂，如SH，其具有较强的亲水性，可无限溶解于水中而形成溶液，具有较好的耐水性。
为了进一步了解该新型固化材料，本文对SH固化黄土强度试验及机理进行了探究，内容如下。
1.SH固化黄土强度试验1.1试验材料选取的试验试件为某市的黄土，其湿陷性特征较为明显。
SH中含有的固体质量占据黄土质量的百分数为6%。
1.2试件制备及养护采取黄土将试件风干，并进行粉碎，使其直径不大于0.5mm，将空白水样及具有不同含量的SH加入其中，并进行搅拌浸润，第二天采取小型的击实试验方法，在特定的模具中对其进行成型、脱模处理。
最后将试件置于通风高燥处。
1.3试验方法（1）抗压强度试验。
在对固化试件的单轴抗压强度进行测试时，可采取WE-30型号的液压式万能材料试验机进行，了解固化剂掺量不同时，SH加固土强度的变化情况。
（2）X射线衍射试验。
所谓X射线衍射（XRD），从基础层面来分析，即为物相定性分析的关键方法。
采用Rigaku RINT 2100X射线辐射仪对黄土以及固化黄土样品开展深层次分析。
黄土无侧限抗压强度的试验研究高建伟;余宏明;李科【摘要】为了研究黄土填料无侧限抗压强度特性随其含水率、干密度的变化规律,本文对22种不同含水率、干密度组合的黄土试样进行了室内无侧限抗压强度试验,通过对试验数据及应力应变曲线的分析,分别研究了黄土试样的无侧限抗压强度、弹性模量与含水率、干密度的关系.结果表明:同一含水率下,随着干密度的增加,黄土试样的无侧限抗压强度和弹性模量呈线性增长,且其增长速率随含水率增加而线性降低;同一干密度下,随着含水率的增加,黄土试样的无侧限抗压强度以二次函数的形式衰减,当黄土试样含水率为16％以上时,其衰减速率变缓,黄土试样无侧限抗压强度值基本处于同一水平,而黄土试样的弹性模量随含水率增加而线性降低,降低速率随干密度的增加而呈线性增长;黄土试样的无侧限抗压强度与弹性模量之间具有良好的线性相关性.该研究可为黄土作为建筑填料时的施工安全提供科学依据.【期刊名称】《安全与环境工程》【年(卷),期】2014(021)004【总页数】6页(P132-137)【关键词】黄土;无侧限抗压强度;干密度;含水率;弹性模量【作者】高建伟;余宏明;李科【作者单位】中国地质大学工程学院,湖北武汉430074;中国地质大学工程学院,湖北武汉430074;中国地质大学工程学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】X94;TU411.6黄土高原地区，黄土是应用广泛的建筑材料之一，对其性质的研究很多，如黄土的湿陷性、蠕变性、非饱和性和震陷性［1］等。
在诸多工程建设中，如地基沉降和路基承载力问题，黄土的物理力学性质都对其安全产生重要的影响，特别是黄土的抗压强度问题。
现今对黄土的无侧限抗压强度的研究多数集中于改良后的黄土，如石灰改良土［2］、水泥改良土［3］、固化剂改良土［4］等的无侧限抗压强度的研究，反而对黄土自身的无侧限抗压强度研究较少。
黄土作为建筑填料时，其无侧限抗压强度除不能满足高标准的工程需求外，是否能够满足一般工程要求的问题一直未得到重视，使得工程建设中处理问题过于保守，造成大量资源的浪费。
《黄土状压实填土压缩和强度特性研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速，建筑工程中填土工程日益增多。
黄土状压实填土作为一种常见的地基处理方式，其压缩和强度特性对于建筑物的稳定性和安全性具有重要影响。
因此，对黄土状压实填土的压缩和强度特性进行研究，对于提高建筑工程的安全性和稳定性具有重要意义。
二、黄土状压实填土概述黄土状压实填土是指以黄土为主要原料，经过压实处理后形成的填土。
其特点是颗粒分布不均，含有大量粘粒和粉粒，具有较高的压缩性和较低的强度。
黄土状压实填土广泛应用于建筑工程中，如路基、堤坝、挡土墙等。
三、压缩特性研究黄土状压实填土的压缩特性是指在外力作用下，填土体积发生改变的特性。
其压缩过程包括瞬时压缩和长期压缩两个阶段。
瞬时压缩是指填土在外力作用下立即发生的体积变化，而长期压缩则是指在外力持续作用下，填土体积逐渐发生的变化。
研究黄土状压实填土的压缩特性，需要对其进行一系列的室内外试验。
室内试验包括固结试验、压缩试验等，可以获得填土的压缩模量、压缩系数等参数。
而室外试验则可以通过对实际工程进行观测和监测，了解填土在实际使用过程中的压缩特性。
四、强度特性研究黄土状压实填土的强度特性是指填土在受到外力作用时，抵抗破坏的能力。
其强度特性受到多种因素的影响，如填土的密度、含水率、颗粒分布等。
研究黄土状压实填土的强度特性，需要进行一系列的室内试验，如直剪试验、三轴试验等。
通过这些试验，可以获得填土的抗剪强度、内摩擦角、粘聚力等参数。
同时，还需要考虑实际工程中填土所处的环境条件，如温度、湿度等。
五、影响因素分析黄土状压实填土的压缩和强度特性受到多种因素的影响。
其中，填土的密度是影响其压缩和强度特性的重要因素。
密度越大，填土的强度越高，但同时也容易导致填土的压缩性增大。
此外，含水率也是影响填土压缩和强度特性的重要因素。
含水率越高，填土的强度越低，压缩性越大。
颗粒分布、环境条件等也会对填土的压缩和强度特性产生影响。
黄土抗拉强度特性研究黄土抗拉强度特性研究黄土是我国北方广泛分布的一种特殊土壤，其独特的力学性质使得其在工程中具有重要的应用价值。
其中，抗拉强度是黄土力学特性中的一个重要参数，也是工程设计和施工中必须考虑的关键因素。
本文将通过实验研究，深入探讨黄土的抗拉强度特性及其影响因素。
首先，我们需要了解黄土的基本特性。
黄土属于一种非饱和土体，其由粘土、粉砂和黄土石等成分组成。
由于其颗粒间无胶结剂，其内聚力较弱，抗拉强度较低。
此外，黄土还存在明显的含水量效应，即随着含水量的增加，抗拉强度下降。
因此，针对黄土的抗拉强度特性研究具有重要意义。
实验研究主要包括黄土常规物理性质测试、单轴拉伸试验和影响因素的分析。
首先，我们对采集的黄土样品进行了常规物理性质测试，包括颗粒密度、含水量、孔隙比和颗粒大小分布等。
通过这些测试，我们可以了解黄土的基本性质，为后续的拉伸试验提供基础数据。
接着，我们进行了单轴拉伸试验，以评估黄土的抗拉强度特性。
试验中，我们采用了标准样品，并利用万能材料试验机施加拉伸力。
试验过程中，我们记录下拉伸试验中的加载应力-应变曲线，并计算出拉伸强度、变形模量和拉伸极限等参数。
通过对多个样品的试验数据进行分析，我们可以得出黄土的平均抗拉强度及其变异系数，并探讨其影响因素。
影响黄土抗拉强度的因素有很多，首先是含水量。
实验结果显示，黄土的抗拉强度随着含水量的提高而降低。
这是因为水分的加入减弱了黄土颗粒之间的接触和摩擦力，导致抗拉强度下降。
其次，颗粒大小也对抗拉强度产生影响。
颗粒较小的黄土颗粒间的接触面积较大，抗拉强度相对较高。
此外，黄土的固结状态以及含有的有机物和盐类等也会对其抗拉强度产生一定的影响。
总结起来，黄土的抗拉强度特性是工程设计和施工中必须考虑的因素之一。
通过实验研究我们可以得出黄土的抗拉强度及其影响因素。
然而，由于黄土的抗拉强度较低，工程设计中需要采取相应的加固措施，如增加地基机械性质的改善和使用加筋措施等。
SH材料加固黄土耐久性实验试验的内容与设计
2.1 试验材料与试验依据
2.1.1 试验用土
试验用土为黄土，取自甘肃省兰州市，属浅黄色低液限粘土。
其本物理性质如下：
表2-1黄土原状土的基本物理力学性质指标
Table2-1 The basic physical and mechanical properties of loess soil
土体含水率天然密度比重孔隙比液限塑限级配类型/% /(g/) /% /%
黄土
原状土0.77~0.81 1.51~1.76 2.726 0.62~0.89 23.1~30.8 16.1~18.9 良好
2.1.2 固化剂
固化材料采用由兰州大学自行研制开发的SH 高分子固化材料为固化剂，,这种材料溶质含量为5%的水溶性液体固化剂,是一种无毒、无腐蚀、无刺激的新型高分子有机生态工程材料。
2.1.3 试验依据
由于当在我国尚且没有专门针对固化土试验的试验标准,所以木文的试验将参照《土工试验规程》SL237-1999标准。
2.1.4 试验路线
木章主要介绍了本试验的基本情况，试验参照《土工试验规程》SL237-1999标准，测定了黄土的基本物理性质,通过液塑限试验和标准击实试验分別测定黄土的液塑限以及黄土的最大干密度和最优含水率,同时本章对影响固化黄土力学性质和水理性质的因素主要为掺入固化剂量。
本试验的研究内容，主要有固化土的基本力学性质和水理性质,单轴抗压抗强度、抗剪强度的测定，以及固化土遇水后的水稳性能试验,有抗崩解性能和冻融循环后抗压强度的测定。
SH加固酸碱污染黄土的抗压强度特性试验研究谌文武;刘宏伟;张起勇【摘要】采用人工添加化学试剂的方法改变黄土pH值,模拟制备得到酸碱污染黄土,用新型高分子土固化剂SH加固酸碱污染黄土.以污染黄土pH值为主要评价指标,通过无侧限抗压强度试验,测定不同SH固含量下酸碱污染黄土的抗压强度及其应力应变关系,及在不同污染条件下SH的加固效率.SH加固效果最优的pH值在6.43～10.90,最低固含量阈值为0.27％.借助于IMAGE J软件对SEM显微照片进行处理,得到了不同污染黄土加固前后的微观结构参数变化.酸碱污染物与黄土中的矿物成分发生反应造成颗粒间胶结物质被腐蚀;碱性污染土的大孔隙明显增多,试样产生膨胀,结合水膜增厚,削弱了整体强度;酸性污染土中,颗粒间结合水膜变薄使得颗粒间的连接强度大为增加.酸碱既对SH有直接作用,又通过改变物化性质对SH加固效果产生影响,整体来看SH对偏酸性环境更加敏感.%By adding chemical reagents to change the pH value of the loess,acid and alkali pollution loess was obtained in the test.New polymer soil curing agent SH was applied to strengthen the acid and alkali pollution loess.Controling the pH value as a main evaluaton indicator,the compressive strength and stress-strain relationship of polluted soil consolidated with different SH solid contents were measured by unconfined compressive strength test and the reinforcement efficiency of SH under different pollution conditions was got.The optimal pH range of SH consolidation is about 6.43-10.90 and the minimum solid content threshold is about 0.27％.The microstructural parameter variations of the polluted soil were obtained by SEM micrographs and analyzed by Image J software.Acid and alkalicontaminants react with the mineral composition in the loess and cause the intergranular cementation material to be corroded.When large pores of the alkaline contaminated soil obviously increased,the sample expanded and the water film thickened,so weakening the overall strength.For the acid contaminated soil,the thinning water film between particles increased the connection strength between the particles greatly.Acid and alkali not only have a direct effect on the SH,but also change the physical and chemical properties of the soil to influence SH reinforcement effect.On the whole,SH is more sensitive to acidic environment.【期刊名称】《桂林理工大学学报》【年(卷),期】2017(037)003【总页数】7页(P422-428)【关键词】黄土;pH值;SH固化剂;抗压强度;微观结构【作者】谌文武;刘宏伟;张起勇【作者单位】兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室,兰州730000;兰州大学土木工程与力学学院,兰州730000【正文语种】中文【中图分类】TU43随着西部大开发的不断深入,西北地区工业发展迅速,自然环境遭到了一定程度的破坏。
这其中由化工部门排放废渣废液、废弃物泄露、酸雨等造成的土体酸碱污染现象越来越多。
随着西部地区城市化的推进,土地资源变得尤为珍贵,污染土的治理成为了岩土工程领域的一大热点。
对于此类问题，国外的研究多集中在污染土治理及污染机制等方面,偏向于环境工程[1-2]。
国内环保工作起步比较晚,对污染土尤其是酸碱污染土的研究也相对滞后，大多局限于环境工程、土壤营养学、生态学等；对酸碱污染土尤其是酸碱污染黄土的工程性质、工程治理的研究相对较少, 而且多为工程实例的报道。
如：朱春鹏等[3]对酸碱污染淤泥质土的强度特征进行了研究, 认为酸碱污染土的抗剪强度发生明显变化;陈宝等[4]对高碱溶液对膨润土的侵蚀作用进行了研究,证实了高碱性溶液造成膨润土有效成分蒙脱石的溶解;李相然等[5]、顾季威等[6]、路世豹等[7]的研究涉及了酸碱对地基土的腐蚀并对腐蚀机理也作了一定宏观解释。
土的强度特性受其成因、应力历史以及土质性质的影响,十分复杂,是土工程性质研究的重要内容。
SH固化剂(又称改性聚乙烯醇)是兰州大学自行研制的一种新型高分子材料,具有粘度低、无毒性、价格低廉等优点。
SH固化剂已在西北黄土地区固沙和土遗址保护领域得到一定应用，并被证明固化后土体强度提升效果显著[8]。
笔者通过室内人工添加酸、碱试剂的方法制备酸、碱污染黄土,突破性地将酸碱污染土问题与新型高分子固化剂SH相结合,以污染黄土的pH值为衡量污染程度的指标,通过无侧限抗压强度试验,研究了不同龄期条件下,不同SH固含量固化酸碱污染黄土的抗压强度特征,并对影响土体强度变化及SH加固效果的微观机制进行了分析。
试验用土为兰州地区黄土,根据《土工试验方法标准》(GB/T 50123—1999)进行土的基本性质测试,相关性能见表1。
试验所用碱溶质选用化工业经常使用的NaOH,选用浓H2SO4作为酸溶质。
配置的NaOH溶液浓度分别为4%、8%、12%,H2SO4溶液浓度为6%、14%、22%。
试验用SH原液浓度为5%,拌合土用水为自来水,水质符合《混凝土用水标准》(JGJ 63—2006)规范要求。
参照美国ASTM有关规程以及我国土工试验规程,固化试块采用7.07 cm×7.07cm×7.07 cm的立方体。
将试验用土过2 mm筛后置于110 ℃烘箱8 h,根据试块设计干密度1.6 g/cm3称取相应质量干土,按10%初始含水量分别加入等质量4%、8%、12%的NaOH溶液、空白水样及6%、14%、22%的H2SO4溶液，充分搅拌后放入保湿器中密封保存1 d。
试验设计的SH掺量分别为0、20、30、40、50 mL,对应SH固含量(SH固含量指试样所含SH固体质量占干土质量的百分比)分别为0、 0.17%、0.27%、0.35%、0.44%。
将SH按比例加入土中拌和均匀,拌和时间不超过10 min,然后分层装模压实制样。
室内自然养护至待测,设计龄期为7、14和28 d,试样含水率控制在12%左右。
抗压强度试验采用DNS100型电子万能试验机进行。
在加入12%NaOH的碱性污染土、天然土和22%H2SO4的酸性污染土中选择未加固和0.44%SH固含量加固试样进行扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)观察。
试样经充分风干后切取其内部一小块新鲜较完整薄片,在薄片表面镀一层金膜后用扫描电子显微镜观察。
取污染土样品各15 g,按《土壤质量-pH 的测定》(ISO 10390:2005)国际标准, 经不超过40 ℃干燥处理后, 以土壤和水1∶5的比例配置浊液, 机械震荡器匀速震荡1 h后静置30 min, 用pH计测定上层清液pH值。
所测定的污染土样pH见表2。
实验室配置酸、碱污染黄土有如下特征: 酸性污染土颜色较浅, 不易沾染皮肤, 无明显刺激性气味; 碱性污染土颜色较深, 易沾染皮肤, 颗粒更易团聚, 试样经养护后出现膨胀, 导致土样表面出现轻微剥落, 且伴有少量白色絮状物, 如图1所示。
2.2.1 抗压强度与SH固含量的关系 SH固含量不同,土样的抗压强度不同,在各级pH值条件下固化黄土的抗压强度均随着SH固含量的增加而增大,各龄期下抗压强度与SH固含量的关系呈指数函数关系(图2)。
关系式可表示为y=a·ebx，式中， a、b为拟合参数，各龄期的参数见表3。
2.2.2 抗压强度与污染土pH的关系酸碱污染黄土的无侧限抗压强度随污染土pH 值的变化如图3所示。
可以看出:各级SH固含量加固土样的峰值强度都随着pH 值的增大而减小,偏酸性环境对提高土体抗压强度有利。
碱性污染黄土的抗压强度随pH增大而小幅降低,但在过碱性条件下,抗压强度下降较为明显,本次试验中污染土pH>10.90时，各级SH固含量下的抗压强度趋于一致,存在SH“失效”现象。
在各级SH加固条件下,虽然加固污染土的抗压强度变化趋势与原污染土相同,但不同酸碱污染条件下SH的反应效率明显不同,得到的加固试样强度增长率也不同。
在28 d龄期下,以未加固试样强度为基准,得到不同SH固含量下各组加固污染土强度增长率与pH的关系见图4。
SH固含量大于0.27%时，土样的峰值强度得到大幅度提升,这在天然土和碱性污染黄土中表现得更为明显。
可认为SH充分发挥加固效果的最低固含量阈值在0.27%附近。
相较于碱性污染土而言,SH对酸性污染土的反应更加敏感,SH对弱酸性和偏碱性污染土的加固效果较好,过酸及过碱性环境会降低SH的加固效率。
在本次试验中,从加固效果和SH反应效率角度考虑,SH加固酸碱污染黄土的最优pH范围在6.43～10.90。
2.2.3 抗压强度与龄期的关系 SH固化酸碱污染黄土的强度还与龄期有关,图5为碱性污染土(pH=10.90)、天然土、酸性污染土(pH=6.43)的抗压强度随龄期的增长关系,其他各组pH试样抗压强度与龄期的关系也得到相似结果。
