干湿循环下水泥掺入对膨胀土动力特性影响的试验分析

范瑞迪

摘 要：随着我国经济的不断发展，建筑行业也开始迅速的崛起，越来越多的实体建筑拔地而起，如何从根本上保证项目的工程质量是所有工程监管团队需要在实践中认真思考的。文章集中分析了膨胀土的物理性质和动力特性，以及干湿循环下水泥渗入对其产生的影响，进行了整体实验模式的建构，旨在提升行业者对于膨胀土动力特性改变的认知和重视。

关键词：干湿循环；水泥渗入；膨胀土；动力特性；影响试验

由于膨胀土极不稳定的动力特性，对于在实际工程建立过程中可能出现的问题，工程监管部门要给予必要的重视，强化负面情况对于工程质量的损失，提升工程的整体安全度。通过必要的试验分析对问题进行预判，并在实际建筑中尽力规避，才是所有工程施工部门应该积极实践的工程策略。

1 膨胀土概述

1.1 物理性质

膨胀土呈现的基本颜色非常复杂，形成的是比较坚硬的状态，对于其进行抽样检测，结果表示基本指标的离散程度很大，呈现的膨胀率也比较大，膨胀土属于国家Ⅱ级土质，另外，由于膨胀土居多的位置处于亚热带海洋性气候，不仅阳光十分充足，基础水量也非常大，温差集中在10°左右，这种适宜的气候导致膨胀土产生大量的风化作用。

1.2 动力特性

膨胀土多用于基础路基的建设，如果路基出现不均的塌陷，会从根本上影响列车运行过程中整体的稳定性能和舒适性能，不仅不利于整体路基的维护，对运行安全也会造成影响。因此，在对膨胀土的动力特性进行评定过程中，主要的指标就是膨胀土体在基本的运动荷载下具体的累积变形。解决膨胀土体的弹性变形和塑性变形是主要问题，弹性变形情况发生后，膨胀土能基本恢复原有形状，但是若是运动荷载逐渐增大，会出现不可恢复的变形。

2 基本试验流程

2.1 干湿循环对膨胀土动力特性的影响

膨胀土在一些特殊的环境变化下会产生反复收缩和膨胀的现象，基本影响因素包括降水、水分蒸发、温度变化等，由于膨胀土的收缩和膨胀，会导致基本土体内产生很多的裂缝，裂缝逐渐累积会形成裂缝网，根本上降低了膨胀土的基本强度，甚至导致滑坡、土层陷落等重大灾害，危及工程的安全性。干湿循环对于膨胀土的影响研究具有一定的工程意义，需要集中的分析和总结，以下分析了干湿循环次数对于改良土和未改良土的动力特性的不同影响。相同围压情况下干湿循环次数的增加会直接影响膨胀土的动应力降低。而当围压上升后，相应的动应力数据也随之上升，这种上升会直接导致干湿循环对膨胀土动应力的减弱。除此之外，还进行了相应的动弹模量和阻尼比值对比，从相应的数据中可以得出：干湿循环次数增加后会使动弹模量数值相应降低，而阻尼比值会相应增高，但是随着次数的增多对于数值增加的变化却没有特别大的影响。

通过图1：可以分析出，当由于压硬性而引发的动力水平提升，会在一定程度上影响膨胀土的动应力减弱，使其减弱的幅度逐渐减小。另外，还会进行对于动弹模量的影响实验和对阻尼比值的影响实验。未改良土的动弹模量的数据增长幅度与干湿循环的次数关系不大，而阻尼比值在最开始会有一定数目的降低，但随着干湿循环次数的增多，影响的幅度就越来越小了。总之，干湿循环次数的逐渐增多，改变了膨胀土的基本构造，使基本粘合度降低。

2.2 水泥渗入对膨胀土动力特性的影响

在实际的工程运行过程中，如果发生水泥渗入的现象，会从根本上改善膨胀土的构成土粒的特性，使水性发生变化，从而生成新的物质，这从本质上改变了原有膨胀土的土质强度。传统的测验方式中，只注重了静态强度以及水泥渗入对于膨胀土静力变形的情况，并且在实际中也有较为广泛的应用，随着科技的进步，研究水泥渗入导致膨胀土的变形特性逐渐成为社会关注的焦点。我们可以通过改良土和未改良土产生的动力特性数据进行相应的对比，深化了解水泥渗入对于膨胀土动力特性的影响。首先，在围压数据和干湿循环相同的情况下，针对水泥改良土和未改良土的动力性质进行比较，如图2：

前者明显高于后者，这就从根本上表明了，水泥的合理渗入会对改良土的基本强度产生影响，并且有增强的趋势，并且随着干湿循环次数的增多，前者强度的减弱程度也明显小于后者，表明了渗入水泥的过程中，未改良土对于干湿循环的弱化能力也得到了提升。除此之外，对于动弹模量的比对数据和阻尼比的比对数据分析，可以说明渗入水泥后的膨胀土，整体的动弹模量都会得到相应的提高，整体的土质刚度明显上升，并且水泥在刚度方面抗击干湿循环的能力也有所提升。不止如此，在相同的实验条件下，水泥的渗入能在一定程度上减缓了膨胀土在发生弹性形变后恢复的回滞性，就是基本改良了膨胀土对于负荷作用的应变特性。

3 结语

在针对膨胀土为基准研究对象的实验中，我们会清晰地发现，干湿循环下水泥渗入会导致水泥的基础化学反应，进行一系列的化学水解，从本质上改变了膨胀土的基本组成物质，使相应的基本参数发生变化，自由膨胀几率也相应降低，使其基本的胀缩性能也发生了改变。总而言之，相应的工程部门在进行膨胀土使用过程中，要充分考量不同因素对其产生的不同影响，完成相应工程的推进。

参考文献

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