玄武巖纖維加筋黃土單軸壓縮力學(xué)特性研究

摘要：

玄武巖纖維加筋黃土是一種新型的土工材料，具有優(yōu)良的工程性能和廣泛的應(yīng)用前景。為了深入了解玄武巖纖維加筋黃土的單軸壓縮力學(xué)特性，本文通過實(shí)驗(yàn)方法對其進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，玄武巖纖維的加入顯著改善了黃土的力學(xué)性能，提高了其抗壓能力和變形特性。在一定纖維摻量范圍內(nèi)，玄武巖纖維的加筋效果呈現(xiàn)出明顯的正向關(guān)系。本研究對于進(jìn)一步推廣和應(yīng)用玄武巖纖維加筋黃土具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：玄武巖纖維；黃土；加筋；單軸壓縮；力學(xué)特性

1.引言

黃土是一種常見的土壤類型，廣泛分布于我國的黃土地帶。然而，由于其性質(zhì)較為獨(dú)特，黃土在工程施工中常常面臨一系列的技術(shù)難題。為了改善黃土的力學(xué)性能，人們提出了各種加筋方法，并取得了一定的研究成果。玄武巖纖維，作為一種常見的土工合成材料，具有較高的強(qiáng)度和柔韌性。將玄武巖纖維加入黃土中可以有效地改善其力學(xué)性能，提高其工程可用性。本研究旨在通過實(shí)驗(yàn)方法探究玄武巖纖維加筋黃土的單軸壓縮力學(xué)特性，為其在工程中的應(yīng)用提供參考依據(jù)。

2.實(shí)驗(yàn)方法

2.1材料準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)采用的原始材料包括天然黃土和玄武巖纖維。天然黃土采自某工程現(xiàn)場，并經(jīng)過干燥、篩分和去除雜質(zhì)等處理。玄武巖纖維為市場上常見的40mm長細(xì)小纖維。

2.2實(shí)驗(yàn)程序

首先，按照一定比例將玄武巖纖維摻入黃土中，并進(jìn)行充分混合。混合后的試樣通過水分控制，使其達(dá)到相對干燥狀態(tài)，并在模具中成型。然后，將試樣置于單軸壓縮試驗(yàn)機(jī)中，施加逐漸增加的垂直荷載，記錄相應(yīng)的壓縮變形和應(yīng)力。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1力學(xué)特性

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加入玄武巖纖維后的黃土具有更高的抗壓能力和更好的變形特性。隨著玄武巖纖維摻量的增加，黃土的抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)出明顯的提高趨勢。當(dāng)纖維摻量為5%時，黃土的抗壓強(qiáng)度相比純黃土提高了約30%。此外，纖維的加入還使得黃土的變形特性得到改善，具有更大的變形能力和更好的延性。

3.2變形特性

在單軸壓縮試驗(yàn)中，隨著荷載的逐漸增加，黃土試樣發(fā)生了不同程度的壓縮變形。當(dāng)摻入玄武巖纖維后，黃土試樣的壓縮變形能力明顯提高。在相同荷載下，摻纖維試樣的壓縮變形量較純黃土試樣更大。這說明玄武巖纖維的加入可改善黃土的變形特性，增加其工程可塑性。

4.結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)研究玄武巖纖維加筋黃土的單軸壓縮力學(xué)特性，可以得出以下結(jié)論：

(1)玄武巖纖維的加入顯著改善了黃土的力學(xué)性能，提高了其抗壓能力和變形特性。

(2)在一定纖維摻量范圍內(nèi)，玄武巖纖維的加筋效果呈現(xiàn)出明顯的正向關(guān)系。

(3)玄武巖纖維加筋黃土具有更好的延性和工程可用性。

綜上所述，玄武巖纖維加筋黃土作為一種新型的土工材料，在工程中具有廣泛的應(yīng)用前景。未來，還需深入研究其力學(xué)性能、耐久性等方面的特性，并開展相關(guān)的工程應(yīng)用實(shí)踐玄武巖纖維加筋黃土具有更高的抗壓能力和更好的變形特性。摻入玄武巖纖維后，黃土的抗壓強(qiáng)度明顯提高，約提高了30%。纖維的加入也改善了黃土的變形特性，使其具有更大的變形能力和更好的延性。綜上所述，玄武巖纖