摘要
松嫩平原位于我国东北部，分布着大面积的碳酸盐渍土，该地区夏季高温多雨、冬季寒冷干燥，特殊的气候导致土壤中水分和盐分发生迁移，土壤盐渍化日益严重，对道路路基、水渠岸坡等工程易造成危害，因此急需对碳酸盐渍土力学、水理性质进行改良，为今后路基、水渠岸坡等工程建设提供理论及参数依据。 本文以吉林省松原市乾安县中入字井碳酸盐渍土为研究对象，首先对土的基本物理性质进行分析，选取石灰及玄武岩纤维对碳酸盐渍土进行改良。开展室内力学性质实验（直剪试验、无侧限抗压试验）及水理性质实验（渗透试验、崩解试验），分析了石灰及玄武岩纤维改良效果；选取改良效果较好的试样配比，对比分析了纤维长度和养护龄期对改良碳酸盐渍土力学及水理性质的影响规律。最后通过扫描电镜试验（SEM）和X射线衍射试验（XRD）探究盐渍土改良前后的微观结构及矿物成分变化，揭示改良材料对碳酸盐渍土的固化机理。论文主要研究成果如下： （1）乾安县中入字井盐渍土的天然密度为1.59g/cm3、最大干密度1.87g/cm3、天然含水率12.84%、液限32%、塑限19.3%、塑性指数12.7。土样中可溶盐含量0.712%，阳离子主要为Na+，阴离子主要为HCO3?、Cl?、SO42?。根据《盐渍土地区公路养护维修技术规范》（DB15/T713-2014）该土样分类为碳酸盐渍土。 （2）基于直剪试验，分析了石灰及玄武岩纤维掺量、养护龄期及玄武岩纤维长度对改良碳酸盐渍土抗剪强度影响。试验表明：改良碳酸盐渍土抗剪强度随着石灰和玄武岩纤维含量的增加先增大后减小，随着养护龄期的增加，改良碳酸盐渍土的抗剪强度增大；3%石灰及0.5%玄武岩纤维、纤维长度6mm对改良碳酸盐渍土抗剪强度改良效果最好。 （3）基于无侧限抗压试验，分析了石灰及玄武岩纤维含量、养护龄期、玄武岩纤维长度对改良碳酸盐渍土无侧限抗压强度的影响。结果表明：石灰含量越高，改良碳酸盐渍土无侧限抗压强度越大；玄武岩纤维含量及纤维长度的增加，改良碳酸盐渍土的无侧限抗压强度呈现先增后减的变化趋势，峰值对应的纤维含量为0.5%，对应的纤维长度为6mm；养护龄期与改良碳酸盐渍土无侧限抗压强度呈正相关关系。 （4）在改良碳酸盐渍土的渗透性研究中，石灰含量越高，改良碳酸盐渍土渗透系数越小；改良碳酸盐渍土的渗透系数随玄武岩纤维含量的增加而增大。养护龄期越长，改良碳酸盐渍土渗透系数越小，养护1-14d对改良碳酸盐渍土的渗透系数影响较大；纤维长度6、9mm时改良土渗透系数最大。 （5）在改良碳酸盐渍土崩解试验中，石灰含量的增加，改良碳酸盐渍土平均崩解速率逐渐减小，崩解所用时间逐渐增长，当石灰含量gt;3%时，改良碳酸盐渍土的平均崩解速率大幅降低。从崩解结束后试样状态来看，在石灰含量≤3%时，纤维对改良碳酸盐渍土的抗崩解性影响不明显；当石灰gt;3%时，纤维在0.5%含量以上对改良碳酸盐渍土的抗崩解性有较好的改良效果。 （6）选取碳酸盐渍土样、3%石灰改良碳酸盐渍土样、3%石灰及0.5%玄武岩纤维改良碳酸盐渍土样进行扫描电镜试验，研究表明：石灰提高了改良碳酸盐渍土的致密性，增加了土颗粒间的粘结性；玄武岩纤维的加入限制了土颗粒的移动，提高了土体抵抗变形的能力。X射线衍射试验（XRD）分析了碳酸盐渍土和石灰改良碳酸盐渍土两者的矿物成分及含量变化，研究表明：石灰改良碳酸盐渍土较碳酸盐渍土伊利石、方解石矿物含量有所提高，这两种矿物均为石灰反应后的胶结物，可以提高土颗粒间的粘结，对改良碳酸盐渍土的力学强度及抗崩解性有较大的提升。
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