基于响应面法的PP-PAM复合改良微生物固化膨胀土优化研究OA北大核心CSTPCD

【目的】采用微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)加固膨胀土,可有效提高膨胀土的强度,降低胀缩性,但存在土体破坏时脆性明显,以及养护初期崩解量高等问题,为了进一步改善微生物固化膨胀土的脆性破坏和养护初期崩解量高的问题,【方法】在微生物固化膨胀土的基础上,研究掺入聚丙烯纤维(PP)和聚丙烯酰胺(PAM)对微生物固化膨胀土破坏模式和水稳性的影响。以纤维长度、纤维掺量和聚丙烯酰胺掺量为影响因素,以无侧限抗压强度和崩解量为响应值,采用Box-Behnken响应面法进行条件优化试验,建立了响应面回归模型,获得聚丙烯纤维长度、聚丙烯纤维和聚丙烯酰胺用量及其交互作用对微生物固化膨胀土强度和崩解性综合指标的影响。【结果】结果表明:聚丙烯纤维的掺入降低了微生物固化膨胀土破坏时的脆性、提高了土体强度、降低了膨胀土的崩解性,但随着纤维长度的增加,崩解量逐渐增加;聚丙烯酰胺的掺入降低了膨胀土的崩解量,但会降低土体强度。【结论】在影响因素试验范围内,以无侧限抗压强度最高和崩解量最低为原则,通过Box-Behnken响应面法获得最佳配比为:聚丙烯纤维长度为9 mm,掺量为0.5%,聚丙烯酰胺掺量为0.12%。在此配比下,复合固化土的无侧限抗压强度为1.24 MPa,相比优化前提高了29.57%,崩解量仅为0.34%,相比优化前降低了99.07%。