干湿及冻融循环对纳米SiO<sub>2</sub>-石灰改良粉土力学特性的影响

郑世杰; 汤春阳; 温泉; 刘文浩; 张艳美

doi:10.3724/j.gyjzG24082301

干湿及冻融循环对纳米SiO₂-石灰改良粉土力学特性的影响

doi: 10.3724/j.gyjzG24082301

1. 中交一公局集团华中工程有限公司, 武汉 430000;
2. 中国石油大学(华东)与建筑工程学院, 山东青岛 266580

基金项目:

山东省研究生教育质量提升计划项目（SDYAL17020）。

详细信息

作者简介:
郑世杰,教授级高级工程师,主要从事岩土工程方向研究,806399824@qq.com。

通讯作者:
张艳美,副教授,主要从事岩土工程方向教学与科研工作,zhangym@upc.edu.cn。

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出版历程
- 收稿日期: 2024-08-23
- 网络出版日期: 2026-06-06
- 刊出日期: 2026-04-20

Effects of Dry-Wet and Freeze-Thaw Cycles on the Mechanical Properties of Silt Stabilized with Nano-Silica and Lime

1. China Communications First Highway Engineering Group Huazhong Engineering Co., Ltd., Wuhan 430000, China;
2. College of Pipeline and Civil Engineering, China University of Petroleum (Huadong), Qingdao 266580, China

摘要

摘要: 针对纳米SiO₂-石灰改良黄泛区粉土，通过干湿、冻融、干湿-冻融耦合等系列试验，研究了自然环境作用对其强度的影响，通过电镜扫描试验进行了自然环境作用下改良粉土的微观结构分析。结果表明：在干湿、冻融、干湿-冻融耦合等不同循环方式作用下，改良粉土的轴向应力-应变关系均表现出明显的脆性破坏特征，且峰值应力对应的轴向应变（破坏应变）均在1.0%~1.5%之间；除第1次干湿循环外，不同循环方式作用下改良粉土的强度均随循环次数的增加而消减并逐渐趋于稳定；冻融循环对改良粉土强度的消减作用大于干湿循环，两者耦合时冻融循环对强度的消减作用被加强；干湿及冻融循环均会使改良粉土的黏聚力降低，但是内摩擦角的消减主要是受干湿循环作用；干湿及冻融循环均会破坏改良粉土的内部结构，导致土体中的中大孔隙占比增加，是造成土体强度劣化的主要原因。纳米SiO₂-石灰改良黄泛区粉土具有较强的抵抗环境因素影响的能力，能够满足铁路路堤填料对改良土强度的要求。
- 纳米SiO₂-石灰 /
- 黄泛区粉土 /
- 干湿循环 /
- 冻融循环 /
- 劣化机理
Abstract: The influence of natural environmental effects on the strength of silt improved by nano-silica and lime was studied through a series of tests of dry-wet， freeze-thaw， and dry-wet and freeze-thaw coupling. Through electron microscopy scanning experiments， the microstructure of improved silt under the action of natural environment was analyzed. The results showed that the axial stress-strain relationship of the improved silt exhibited obvious brittle failure characteristics under the action of different cyclic modes， such as dry-wet， freeze-thaw， and dry-wet and freeze-thaw coupling， etc. ， the axial strain （failure strain） corresponding to the peak stress was between 1.0% and 1.5%. Except for the first cycle， the strength of the improved silt decreased with the increase of the number of cycles and tended to be stable gradually under the action of different cycles. The reducing effect of freeze-thaw cycles on the strength of improved silt was greater than that of dry-wet cycles， and the reducing effect of freeze-thaw cycles on the strength of improved silt was strengthened when the two cycles were coupled. Dry-wet and freeze-thaw cycles reduced the cohesion of improved silt， but the decrease of internal friction angle was mainly affected by dry-wet cycles. The dry-wet and freeze-thaw cycles damaged the soil structure， leading to an increase in the proportion of medium and large pores in the soil， which is the main reason for the deterioration of soil strength. The improved silt met the strength requirements of the railway embankment fillers under different cycling modes， and the improved silt with nano-silica and lime had a strong capacity to resist the influence of environmental factors.
- nano-silica and lime /
- silt from the Yellow River Flood Area /
- dry-wet cycle /
- freeze-thaw cycle /
- deterioration mechanism

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