木质素纤维改良膨胀土的冻融特性及微观机理OA北大核心CSTPCD

高寒区复杂环境场是渠基膨胀土劣化的主要原因,渠基膨胀土改良是保障渠系工程安全运行的重要手段。为探索冻融循环下膨胀土的纤维改良效果,以北疆某引调水工程为背景,开展木质素纤维改良膨胀土的系列室内试验,探明冻融循环下改良膨胀土的体变特性、抗压强度特性、抗拉强度特性及其作用机理。结果表明:相较于未改良试样,冻融循环下改良试样的体积变化率减小了24%~37%;在15次冻融循环后,未改良试样抗剪强度衰减率在42.2%以上,而改良试样抗剪强度衰减率则显著低于29.1%;反复冻融作用并未显著影响试样的压应力-应变关系曲线特征,而是造成试样拉应力-应变关系由“线弹性增长-强化-软化”特征发展为“线弹性增长-软化”特征;木质素纤维的掺入可以有效改善冻融循环下膨胀土的体变特性、抗剪强度特性、抗压强度特性、抗拉强度特性,且当掺量和长度分别为2%和1 mm时,木质素纤维改良膨胀土冻融特性的作用效果最为显著。同时,冻融循环下改良试样内部结构损伤程度显著低于未改良试样,原因在于木质素纤维的存在限制了冻融循环下土颗粒间的错动、重分布,在一定程度上保证了膨胀土内部结构完整性。该研究为木质素改良膨胀土提供参考。