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棉秆纤维EPS颗粒轻量土配合比设计

胡锦方 潘亮 张爱军 任文渊 梁志超

胡锦方,潘亮,张爱军,等. 棉秆纤维EPS颗粒轻量土配合比设计[J]. 水利水运工程学报,2023(1):112-119. doi:  10.12170/20210801001
引用本文: 胡锦方,潘亮,张爱军,等. 棉秆纤维EPS颗粒轻量土配合比设计[J]. 水利水运工程学报,2023(1):112-119. doi:  10.12170/20210801001
(HU Jinfang, PAN Liang, ZHANG Aijun, et al. Design of lightweight soil mixture ratio of cotton stalk fiber EPS particles[J]. Hydro-Science and Engineering, 2023(1): 112-119. (in Chinese)) doi:  10.12170/20210801001
Citation: (HU Jinfang, PAN Liang, ZHANG Aijun, et al. Design of lightweight soil mixture ratio of cotton stalk fiber EPS particles[J]. Hydro-Science and Engineering, 2023(1): 112-119. (in Chinese)) doi:  10.12170/20210801001

棉秆纤维EPS颗粒轻量土配合比设计

doi: 10.12170/20210801001
基金项目: 国家自然科学基金面上项目(51978572);陕西省重点研发计划项目(2017ZDXM-SF-074)
详细信息
    作者简介:

    胡锦方(1998—),男,陕西安康人,硕士研究生,主要从事湿陷性黄土试验研究工作。E-mail:2019050832@nwafu.edu.cn

    通讯作者:

    张爱军(E-mail:zaj@nwsuaf.edu.cn

  • 中图分类号: TU475+.3

Design of lightweight soil mixture ratio of cotton stalk fiber EPS particles

  • 摘要: 为满足湿陷性黄土地区海绵城市道路建设需求,研制了一种具有轻质、高强并兼具一定渗透性的棉秆纤维EPS颗粒轻量土作为路基换填材料。该轻量土由棉秆纤维、聚苯乙烯(EPS)颗粒、水泥、黄土和水混合而成。通过室内试验对不同棉秆纤维掺量及长度、不同EPS颗粒掺量及粒径、不同水泥掺量轻量土的密度、强度、变形和渗透性进行研究,进而设计棉秆纤维EPS颗粒轻量土配合比。结果表明:轻量土各成分中,EPS掺量和水泥掺量对轻量土密度的影响最大;水泥掺量与轻量土强度之间为正相关关系,与渗透系数之间为负相关关系;EPS掺量和粒径与轻量土强度之间为负相关关系,与渗透系数之间为正相关关系;棉秆纤维的加入改善了轻量土的塑性性能,并使轻量土的渗透性有一定程度的提高。各因素对轻量土强度影响的大小顺序为:水泥掺量>EPS掺量和粒径>棉秆纤维掺量和长度。满足湿陷性黄土地区海绵城市道路建设需求的棉秆纤维EPS颗粒轻量土最优配合比为:黄土∶棉秆纤维(长度9 mm)∶EPS颗粒(粒径0.5~1.0 mm)∶水泥∶水=1000∶4∶18∶35∶400。
  • 图  1  棉秆纤维制作过程

    Figure  1.  The production process of cotton stalk fiber

    图  2  轻量土的密度-EPS掺量关系曲线

    Figure  2.  The relationship curves between density and EPS content of lightweight soil

    图  3  轻量土的无侧限抗压强度-水泥掺量关系曲线

    Figure  3.  The relationship curves between unconfined compressive strength and cement content of lightweight soil

    图  4  轻量土的单轴压缩应力-应变曲线

    Figure  4.  The relationship curves between stress and strain of lightweight soil in uniaxial compression test

    图  5  轻量土的渗透系数-水泥掺量关系曲线

    Figure  5.  The relationship curves between permeability coefficient and cement content of lightweight soil

    图  6  轻量土的渗透系数与纤维长度及纤维掺量的关系

    Figure  6.  The relationship curves between permeability coefficient and fiber length and fiber content of lightweight soil

    表  1  轻量土各成分掺量及规格

    Table  1.   The mixture ratio and specifications of lightweight soil

    因素掺量/(g·kg−1)粒径/长度/mm
    棉秆纤维0、2、4、65、9、13、17
    EPS颗粒12、15、180.5~1.0、1.0~2.0、2.0~4.0
    水泥25、30、35
    400-
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-08-01
  • 网络出版日期:  2023-01-13
  • 刊出日期:  2023-02-15

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