摘要:本文通过应用不同固化剂对加固软土的作用进行室内试验,研究NO.5固化剂、NO.1固化剂加固粘土的无侧限抗压强度变化的规律。分析和讨论NO.1固化剂和NO.5固化剂加固土在不同掺入比和龄期时强度的变化规律及应力~应变特性,从整体加固效果分析看出,NO.5固化剂加固土效果优于NO.1固化剂加固土,两种固化土的最佳掺入比在12%~15%,可在软土地基处理和实际工程中应用
关键词:土力学 粘土 固化剂 掺入比 无侧限抗压强度 应力 应变
3.3 NO.1加固土应力应变关系模拟3.3.1 抛物线模拟根据试验所得加固土应力~应变关系曲线,其在不同掺入比和不同龄期时。σ~εa关系表现出一些共同的特性。结合前述对土的应力应变模型分析,选用多项式(抛物线)进行模拟。经比较分析,确定为二次抛物线。
由抛物线方程有下式:
(εa≤ε0) (3-4)
式中:σ0—最大应力;
ε0—相应与最大应力时的应变值;
A、B—试验参数。
变换上式有:2 (3-5)以σ/σ0为纵坐标,εa/ε0为横坐标,点绘实测数据。试验参数A、B如表3-5所示。由式(3-5)分析,当εa =ε0时有σ=(A-B)σ0,若要满足条件必须有σ=σ0,也即意味着A-B=1。从表3-5中A、B值的变化可见,A与B的差值近似等于1。个别参数A和B的差值虽然大于1或小于1,但也徘徊在数据1的附近,乃是试验误差所致。
表3-5NO.1加固土抛物线模拟参数A、B值
掺入比
10%
12%
15%
龄期
A
B
A
B
A
B
3
2.6975
1.7641
1.1464
0.0907
0.9466
-0.1883
7
2.1088
1.0851
1.3164
0.2056
1.5601
0.4854
14
0.5775
-0.5642
0.9969
-0.0869
1.1136
-0.0017
28
0.3518
-0.77
0.8566
-0.2399
0.8887
-0.2229
通过NO.1加固土的应力~应变曲线的非线性使得其摸量不是一个常数,而是随应力范围的变化而变的。根据定义取应力从0至qu/2间曲线的割线斜率作为加固土的平均变形模量E50,即E50=(ε0.5为qu/2时对应的应变量)。经计算点绘成图3-17。由图可知,无侧限抗压强度qu与平均变形模量E50之间有良好的线形相关关系。经线形预测分析,二者之间的关系可表示为:
E50=155.5qu (3-8)
同理取应力σ变化由0至qu曲线的割线斜率作为加固土的极限变形模量Ef。由图3-18可见,其qu~Ef也存在较好的线性相关关系。个别实测点虽有偏离,但大部分实测点较为集中且变化趋势明显。经线性预测分析,二者之间的关系可表示为:
Ef=145.86qu(3-9)
通过Ef、E50~qu的对比分析,极限变形模量和平均变形模量与无侧限抗压强度qu之间的大致关系(系数)分别为145.86,155.5。同理也可以看出Ef、E50之间的关系。极限变形模量Ef约为其相应的平均变形模量E50的93.8%。平均变形模量E50比极限变形模量Ef大,反映出该加固土应力应变变化的特点。
图3-17NO.1加固土qu—E50关系散点图
图3-18NO.1加固土qu—Ef关系散点图