棕榈纤维增强石英砂的力学性能分析OA北大核心CSTPCD

为探究棕榈纤维对石英砂的增强机制,对饱和状态下的棕榈纤维加筋石英砂进行三轴排水压缩试验,得到不同加筋配比下的应力应变曲线、强度包络线、体积应变曲线,分析纤维掺量、纤维长度对压缩试样峰值强度加筋效应系数、剪切强度和孔隙比的影响规律。结果表明:1)加筋砂的峰值强度和残余强度对比素砂试样有显著提高,其中峰值强度的最大加筋效应系数为1.39,而纤维加筋砂的最大残余强度可达到素砂的2.2倍,纤维主要加强石英砂的残余强度。偏应力曲线由应变软化向应变硬化发展。同时纤维加筋提升试样到达峰值强度时的轴向应变,提高石英砂的抗变形能力;2)在选定的纤维配比下,纤维掺量越大、纤维越长,加筋砂试样抗剪强度的提升效果越显著,纤维长度为20 mm,纤维掺量为0.9%时配比最优;3)剪胀阶段,素砂试样的体积应变达到最大值后趋于稳定,加筋砂试样体积应变在剪切过程中一直保持上升趋势,并逐渐超过素砂。与素砂相比,纤维的加入会增大试样到达临界孔隙比时的轴向应变,进而减小试件的剪胀速率,增强石英砂的韧性。棕榈纤维与石英砂颗粒间的界面应力整体提升石英砂的力学性能,为植物纤维加筋技术在固砂工程中的应用提供试验依据。