摘要：为了研究生物胶-纤维固化土护坡材料在三维受力下的剪切强度特性,以瓜尔豆胶为胶凝材料,以聚丙烯纤维为增韧筋材,在控制胶-筋配比条件下对黄土开展了一系列三轴压缩试验,分析了应力-应变曲线特征,抗剪强度参数变化规律以及主要破坏形式,并讨论了瓜尔豆胶、聚丙烯纤维对黄土的协同固化机理。试验结果表明:瓜尔豆胶能有效提升小应变时的偏应力值,聚丙烯纤维能有效改变应力-应变曲线形状,当两者同时加入黄土时,不同围压下的应力-应变曲线均表现为持续硬化型,具有良好的破坏韧性及较高的偏应力值,且不受应变大小的影响;瓜尔豆胶和聚丙烯纤维混合有利于提高土体的抗剪强度,随着生物胶含量或纤维含量增加,抗剪强度先增大后减小或逐渐增大,当瓜尔豆胶含量为1.0%,聚丙烯纤维含量为0.5%时,固化黄土的抗剪强度达到最优,相较于素黄土,黏聚力提升了230.6%,内摩擦角提升了24.8%;瓜尔豆胶-聚丙烯纤维搭配可有效抑制土体的侧向变形,最优胶-筋配比下的土样破坏形态为轻微的鼓胀破坏。在瓜尔豆胶的凝胶作用、聚丙烯纤维的拉筋作用及其互促作用的协同下,土体的三轴剪切特性得到全面提升,可为路基边坡防护工程设计参数的选取提供重要的理论依据。

摘要：为探究矿渣与白泥固废材料应用于黄土路基加固的可行性,并解决传统石灰固化黄土强度较低以及生产污染大的问题,制备了矿渣-白泥胶凝材料,随后使用不同掺量(0%、5%、10%、15%)的矿渣-白泥胶凝材料对黄土进行固化,结合基本物理化学性质,探究了固化黄土的无侧限抗压强度以及耐久性(干湿和冻融)的变化规律,并通过XRD、TG/DTG和SEM揭示了其微观机理。试验结果表明:矿渣-白泥胶凝材料中矿渣占比越高强度增长潜力越大,但矿渣占比超过70%时,会导致试样无法成型;适当增加其中的白泥占比,可以提高pH值以及早期强度,综合成本来看其最佳配比为60∶40;未浸水条件下,10%掺量时矿渣-白泥固化黄土28 d无侧限抗压强度为4.9 MPa,相比于石灰固化黄土提高2.2倍,水稳定系数提高0.45倍,满足路基填料强度要求;矿渣-白泥胶凝材料可以显著提高黄土的耐久性,10%与15%掺量时固化黄土经14次冻融后强度和质量变化均小于2%,固化黄土的强度随干湿循环次数先增加后降低,并且12次干湿循环后强度均高于28 d强度。微观测试表明:白泥能促进矿渣的水化作用,矿渣-白泥胶凝材料的主要水化产物为CSH等凝胶,CSH凝胶的胶结作用是固化黄土强度和耐久性提升的主要来源,而填充效果起到次要作用。

摘要：以取自于山西不同地点的两种黄土为研究对象,选用水泥、生石灰、高分子材料SH固化剂及组合进行加固处理,通过变水头渗透试验,测定了素黄土及加固黄土在设计干密度下的渗透系数,并探讨渗透试验条件下各种影响因素对其渗透特性的影响规律。结果表明:两种黄土经重塑压实后的渗透系数均较小,黄土1略大于黄土2,基本能满足渠道等工程的防渗要求;对于防渗要求比较高的黄土工程,用水泥、生石灰和SH均可进一步改善其抗渗性,固化黄土后的渗透系数减小,固化黄土的渗透系数随着固化剂掺量和养护龄期的增长而减少。生石灰与SH相比,生石灰对固化土的渗透性影响更大。

摘要：黄土固化方法一直是黄土地区路基工程中的研究热点,纳米二氧化硅是具有小尺寸效应、表面能效应及火山灰效应的无机絮状硅化物,其在土体固化方面受到了广泛关注。为研究纳米二氧化硅对石灰固化黄土力学性能的提升效果和力学性能的改善机理,设计了3%石灰固化黄土、3%石灰+纳米二氧化硅综合固化黄土、8%石灰固化黄土3类试样,开展了3类试样的无侧限抗压强度试验、回弹模量试验、加州承载比(CBR)试验及SEM试验,研究了固化材料掺量、养护龄期对黄土路基力学性能和微观结构的影响。结果表明,纳米二氧化硅的掺入快速提高了黄土的无侧限抗压强度、回弹模量和CBR值;掺入0.2%纳米二氧化硅+3%石灰与掺入8%石灰相比两类固化黄土具有相同的力学性能;随着纳米二氧化硅掺量和养护龄期的增加,固化黄土路基的强度逐渐提高;通过试验数据的回归拟合建立了无侧限抗压强度与回弹模量、CBR值之间的关系;SEM结果显示,纳米二氧化硅的掺入改善了土颗粒的团聚方式、填塞了土颗粒间的孔隙,从而提高了黄土路基的力学性能;综合考虑无侧限抗压强度、回弹模量、CBR值及经济性,推荐综合固化黄土的配合比为3%石灰+0.2%纳米二氧化硅。纳米二氧化硅-石灰固化技术为黄土路基提供了一种环境友好、成本较低的固化方法。

摘要：纳米MgO具有不同于传统固化剂的独特性质,在土体固化方面受到了广泛关注。以纳米MgO和石灰综合固化的黄土为研究对象,通过无侧限抗压强度试验、回弹模量试验、承载比试验,对不同固化剂掺量和养护龄期的固化黄土试样的力学性能进行了研究。结果表明:石灰质量分数为3%、纳米MgO质量分数为0.3%~0.6%的固化黄土可兼顾经济、环保及工程性能等多重要素;随着养护龄期的增长,无侧限抗压强度、回弹模量及承载比均逐渐增大,养护前期(14~60 d)固化黄土力学性能指标的增长速度快于养护后期(90~180 d)。通过对试验数据的回归拟合,建立了无侧限抗压强度、回弹模量和承载比的力学指标预测模型以及它们之间的关系,为纳米MgO和石灰综合固化黄土路基工程的设计和质量评估提供了参考。

摘要：为实现煤矸石固废物的资源化利用,制备了一种煤矸石基碱激发地聚物胶凝材料,将其应用到黄土固化中,并进行了力学及耐久性能对比试验。结果表明,碱激发地聚物固化黄土抗压强度和劈裂强度均优于水泥固化黄土和石灰固化黄土,但其水稳性能差于水泥固化黄土和石灰固化黄土;在干湿循环20次后,碱激发地聚物固化黄土、水泥固化黄土、石灰固化黄土的强度分别提升了5.9%、94.6%和205.6%,在水环境作用下,石灰和水泥固化黄土的强度增长速率更快;碱激发地聚物固化黄土的抗冻性优于水泥固化黄土和石灰固化黄土,25次冻融循环后强度损失仅为13.7%;碱激发地聚物水化反应速度快,固化黄土的早期强度发展快,小孔隙占比高,结构更加密实。

摘要：针对黄土裸露边坡水土流失严重的问题,总结了黄土边坡坡面防护技术的重要研究成果,梳理了坡面工程防护技术的发展历程,探讨了边坡植被防护技术的主要研究方向与不足,分析了固化黄土的抗剪强度、水稳特性等护坡性能与效果,展望了黄土边坡坡面防护技术未来的研究趋势。研究结果表明:坡面工程防护技术包括圬工防护技术、骨架结构防护技术、土工格室柔性防护技术等,发展历程为圬工作业逐渐精细化,含细分框格的新结构、新材料、新工艺不断涌现;边坡植被防护技术一般从植被天然护坡效应、植生措施、植物选取搭配开展研究与应用,但由于忽略黄土本身较强的水敏性与较差的土壤肥力,导致坡面植被后续生长乏力,无法单纯依靠植被本身进行坡面防护;不同固化材料处理条件下黄土的护坡性能与效果各有特点,尤其生物胶与纤维可在生态效应和长期稳定性方面起到积极协同作用,使得胶-筋固化黄土表现出优良的抗侵蚀效果和土水保持能力,具有较大的应用潜力和前景;明确工程结构、植被、固化黄土一体化的综合生态护坡技术是边坡防护工程发展的必然趋势,同时提出应将固化黄土防脱技术、生态材料修复技术、边坡防护安全生态监测系统、护坡时效性评估方法以及植物搭配景观设计等方面作为未来的重点研究方向。