摘要
纤维加筋技术是一种有效的改良土体的技术，纤维加筋可以有效增强土体的强度，也能够减小土体的开裂，提高土体的破坏韧性，在工程领域中得到了广泛应用；近年来，天然纤维由于其绿色环保，经济效益好等特点而吸引了众多学者与研究人员的关注。吉林省作为农业大省，特别是玉米产量每年大约2.8亿吨，占全国15%左右，在种植玉米作物的同时也带来了大量的农业副产品玉米秸秆，无论是对秸秆采取焚烧的方法或是随意堆积都会给环境带来危害，如果能够把玉米秸秆制成纤维在特定环境和有需求的路基中使用，这样不仅可以处理掉大量的秸秆作物，还能够废物利用，节约有限的资源，为玉米秸秆的综合利用开辟一个新的用途，具有较大的环境与经济价值；同时玉米秸秆具有质量轻，一定程度保温的性能，在吉林省这样的季节性冻土地区或者高填方路基段，把玉米秸秆掺入路基中应用到实际工程中去，在加强固废利用、保护自然环境的同时也能够减少路基发生冻胀融沉破坏并提高路基的稳定性。 本文将玉米秸秆纤维掺入路基土中得到玉米秸秆纤维土，开展了玉米秸秆材料强度、防腐和玉米秸秆纤维土的路用性能研究，同时对玉米秸秆纤维土的热学参数进行了研究，尝试利用有限元软件对玉米秸秆纤维冻土路基水热耦合作用进行模拟分析，最后对玉米秸秆纤维土作为高填方路基填料时的稳定性进行了数值模拟研究。本文主要研究工作、内容及结论如下： （1）对所取土样的性能进行测试，对玉米秸秆进行材料强度和防腐试验，并对玉米秸秆进行防腐效果评价；通过试验得出玉米秸秆在聚乙烯醇溶液中最佳浸泡时间为3d，玉米秸秆可以用聚乙烯醇溶液进行防腐处理，并取得较好的效果。 （2）对玉米秸秆纤维土进行一系列路用性能试验，包括无侧限抗压试验、劈裂抗拉试验、直接剪切试验、回弹模量试验等，并对其加筋机理分析，通过试验得出玉米秸秆纤维可以显著提高路基土的强度，2%、3%掺量的玉米秸秆纤维土其无侧限强度和劈裂强度分别提高了48.6%、113.0%和71.8%、144.9%，纤维掺量2%时回弹模量增加了35.7%，纤维掺量3%时回弹模量降低了27.3%，并得出玉米秸秆纤维土的最佳掺量为2.9%。 （3）对玉米秸秆纤维土的热学参数进行了研究，并通过有限元软件对季冻区玉米秸秆纤维土的抗冻性能进行模拟分析并得出结论，当达到最大冻深时，2.9%纤维掺量的玉米秸秆纤维土路基和普通黏土路基相比，可以使路基冻结深度从1.4m减小到1.15m，有效地降低路基最大冻结深度。 （4）对玉米秸秆纤维土作为高填方路基填料时的稳定性进行研究，通过有限元软件进行数值模拟并得出结论，当路基填筑高度为20m时，采用2.9%纤维掺量的玉米秸秆纤维土作为高填方路基填料比用普通黏土填筑可以减少路基沉降30%，玉米秸秆纤维土作为路基填料可以提高路基稳定性。
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