季冻区木质素改良土工程性质试验研究徐永丰冉贵营朱可予司雪婷李家宇摘要：在季冻区，冻融作用对路基的性能和稳定性提出了更高的要求，使用新型环保的木质素作为路基改良剂作为路基填料具有广阔的应用前景。本文对木质素改良土的工程性质进行研究，试验研究结果表明，冻融前，随着木质素掺量增加，CBR先升高再降低，膨胀率先降低再升高，吸水量规律不明显，无侧限抗压强度不断降低，动回弹模量不断上升;冻融后，随着木质素掺量增加，无侧限抗压强度先增大再减小，动回弹模量不断增加。无侧限抗压强度和动回弹模量在冻融后的衰减量均小于素土，说明木质素的掺入可以提高土体的抗冻性。关键词：季冻区，路基，木质素改良，工程性质引言目前在路基工程中大多采用对路基填料进行改良，使用化学改良剂石灰、水泥等无机改良材料，Croft[1]通过试验研究得出石灰加入土中可以显著改善膨胀土的膨胀性，进而提高强度，Bahar[2]发现水泥能有效提高砂土的抗压强度。贺建清[3]通过扫描电镜和能谱分析发现石灰在土体内部形成网状的钙矾石晶体。本文通过导热系数与CBR试验研究了冻融与木质素掺量对土体的导热性、承载能力、膨胀量及吸水量的影响，利用SEM探究了冻融与木质素对土体微观结构的影响，并借助EDS、XRD与FTIR分析了木质素对土体化学元素、矿物成分及---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---官能团的影响，从而建立了冻融条件下木质素改良土宏观工程性质与微观结构特征的关系。1试验材料与方法1.1试验材料土样取自吉林省西部地区某高速公路工程，土颗粒相对密度为2.612。颗粒分析得出：大于0.075mm颗粒含量为10.6%，0.005mm～0.075mm的颗粒含量为65.4%，0.000mm～0.005mm的颗粒含量为24%。试验用木质素取自河南省漯河市某造纸厂，呈现黄褐色，粉末状固体，含少量水分，带有腐臭味。1.2试样准备取代表性风干土样过筛，按照土样的最佳含水率和最大干密度，计算好掺量为1%、3%、5%的木质素和土样，将其拌和好并放入黑色塑料袋中密封浸润24h，然后将土料倒入模具中，采用静压法成型，每种掺量的试件为6个。无侧限抗压强度模具尺寸为直径50mm，高度50mm的圆柱体钢膜，CBR的模具尺寸为直径152mm，高度120mm的圆柱体钢膜，动三轴试验的模具尺寸为直径39.1mm，高度为80.0mm的圆柱体钢膜。成型后的试件放入温度为20℃，相对湿度为95%条件下的标准养护箱中，养生7d。完成养护的土样一部用于冻融循环前的试验研究，一部分放入高低温交变试验箱内进行冻融循环，设置冻结和融化的温度为20℃和-20℃，冻结和融化时间分别为24h，冻融循环次数为9次。1.3试验方法采用路面材料强度试验机完成木质素改良土的无侧限抗压强度的测定。在路面材料强度试验仪上，安放好试件，采用50kN加载感应头，加载速率为1mm/min，进行贯入试验，记录位移值与压力值，依据规程计算膨胀量、吸水量与CBR。本文依据规范[8]试验方法与文献[9]制定出的细粒土路基三轴试验加载序。采用的德国Wille生产的动三轴试验仪进行重复加载三轴试验。2试验结果分析---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---2.1CBR木质素改良土的CBR值随着木质素掺量的增加呈先增大后减小的趋势，1%木质素改良土CBR较素土增加了29.0%，而3%和5%木质素改良土CBR降低了5.8%、31.4%。由此可知，1%木质素为最佳掺量，CBR取得最大值，而木质素掺量过多，会使土体的CBR值降低。2.2膨胀率木质素改良土的膨胀率随着木质素掺量的增加呈先降低后上升的趨势，1%和3%木质素改良土的膨胀率较素土降低了16.7%、5.6%，而5%木质素改良土上升了7.4%。由此可知，少量木质素可以减小膨胀率，起到减小浸水膨胀的效果，也能在一定程度上提高土体的抗变形能力和水稳性能。2.3吸水量木质素改良土的吸水量随着木质素掺量的增大，呈先减小后增大再减小的趋势。1%、3%和5%木质素改良土的吸水量较素土分别减小了22.5%、9.2%、13.4%。由此可知木质素的掺入可以起到一定的阻水作用，并且掺量少效果更佳，可能由于木质素掺入土体后起到了填充孔隙的作用，而且木质素具有胶结作用，使土颗粒之间连结更密实。2.4无侧...