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作为一种新型土工材料,EPS颗粒轻质混合士因具有高强、轻质、易施工且环保地利用废旧资源等特点得到越来越广泛的运用。在国外,轻质混合土已经具有系统的研究并不断应用于实际工程,考虑到技术保密性及不同地区的实际应用环境不同,国内学者在近些年来对轻质土物理力学等特性开展了研究。
EPS颗粒轻质混合土是由原料土、轻质材料、固化剂及水组成,通过一段时间的养护,具有一定结构性,在某些性质上类似水泥土。轻质混合土的原料土可以采用淤泥质土、砂土、建筑弃土等,添加EPS颗粒、废旧轮胎、塑料或者粉煤灰作为轻质材料,在水泥、石灰等固化剂的作用下作为新型填土材料。
EPS颗粒轻质混合土的组成成分不同,导致其物理力学性质存在差异。本文通过室内试验,研究不同因素对轻质土渗透特性的影响。
(1)利用变水头试验,讨论不同配比轻质土的渗透特性,研究龄期、水泥掺入比、EPS颗粒掺入比及EPS颗粒粒径对渗透系数的影响,得出渗透特性与龄期呈负相关;与水泥掺入比近似成二次多项式关系,随着水泥掺入比的增加渗透系数减小;与EPS颗粒掺入比近似成线性关系,随着EPS颗粒掺入比的增加渗透系数增大;与EPS颗粒粒径呈正相关,且随着粒径的增大,渗透系数增加明显。并通过对试验数据的分析,讨论各因素对渗透系数的相关性,得出在一定配比内适用的回归方程。
(2)龄期、水泥掺入比、EPS颗粒掺入比及EPS颗粒粒径是影响渗透特性的主要因素,除这些因素外,轻质土含水量、环境温度、原料土特性、EPS颗粒形状及试验因素等也会影响其渗透特性。
(3)利用实验室自行研究的三联渗透同结仪,研究不同固结压力作用下EPS颗粒轻质混合土的渗透特性。通过对50kPa、100kPa、150kPa三种不同固结压力下的试验数据分析,发现轻质土内部孔隙会在荷载作用下发生重新排列并分布,孔隙率明显减小,渗透系数也随之减小。
(4)通过总结前人的微观研究及实验过程中的细观观察,发现EPS颗粒轻质混合土随着外部荷载的增加,轻质土中大孔隙逐渐被压密,EPS颗粒发生形变,水流主要沿着团粒体之间、EPS颗粒之间、团粒体与EPS颗粒之间三种孔隙进行渗透。随着水泥掺入比的增大,轻质土内部孔隙填充程度较充分,孔隙率减小,团粒体及EPS颗粒所占比例相对增大,渗透系数减小。固结压力下,因孔隙被不断压密,导致孔隙率减小,颗粒所占比例增大,从而使渗透系数减小。