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纤维加筋技术经过多年的快速发展,目前已经成为了一种优良的土体改性技术,加筋后的土体强度一般能显著提高,变形特性会发生较大变化。目前应用于土体改性的材料十分众多,如石灰、水泥等传统材料,但是传统材料大多存在弹性模量低、加筋效果差、污染较大等缺点,近年来就出现了如玄武岩纤维、土工格栅、聚丙烯纤维和膨润土等新型材料。其中,玄武岩纤维由于本身所具有的优良性能,相比于其它材料,具有强度高、力学性能佳、离散性好、污染少、耐老化、耐酸性、成本低等优点。目前玄武岩纤维材料在混凝土增强、建筑物修复和道路施工方面都有较多的应用,但在土体加固和土性改良方面的研究则相对较少。膨润土是一种应用十分广泛的改性材料,由颗粒细小的黏土矿物组成,使其具有优良的吸附性、防渗性和黏结性。目前在沥青和混凝土改性方面和水利工程的防渗领域具有良好的实际应用实例,但在土性改良方面的应用也相对较少。所以本文针对目前玄武岩纤维和膨润土在土体改性方面研究较少的实际情况,开展了一系列的室内土工试验,主要包括一维固结试验、直接剪切试验和直剪蠕变试验,探究了玄武岩纤维对土体固结特性、压缩特性、渗透特性、蠕变特性和剪切特性等基本物理特性和力学特性的影响,得到了以下几点结论:(1)通过室内一维固结试验发现纤维的掺入有助于黏土的固结,能使黏土在相同的时间内达到更高的固结度。从黏土的孔隙比-时间和孔隙比-荷载曲线中发现,纤维掺量的增加使得黏土的孔隙比不断减小。当纤维掺量为0.4%时,纤维对于提高黏土的固结系数效果最显著,过多的纤维反而会使得黏土在相同的时间内固结系数更小。黏土中掺入更多的纤维能使得黏土在相同的时间内具有更大的次固结系数。(2)在低压力下,纤维的掺入能显著提高黏土的压缩特性;当固结压力较高,超过400kPa时,不同纤维掺量下的黏土压缩系数大小基本一致。纤维的掺入对于黏土渗透系数的改变规律与压缩系数相似。(3)通过直剪蠕变试验发现,纤维的掺入不但能减小黏土的蠕变量,而且还能提升黏土的抗剪强度和长期强度,但纤维的掺入并没有改变黏土本身所固有的蠕变变形模式。纤维掺量对于黏土蠕变量的减小、抗剪强度和长期强度的提升存在最优掺量,纤维掺量0.4%的提升效果最明显。(4)通过直剪试验发现,纤维的掺入能极大地提高黏土的黏聚力,内摩擦角相对于黏聚力的变化幅度则较小。纤维能减弱剪切过程中所产生的剪缩现象,当纤维掺量为0.4%时,纤维对于剪缩现象的减弱作用达到最佳效果。(5)砂土的抗剪强度在含水率为0%,纤维掺量为0.8%和膨润土掺量为10%时最大,砂土的抗剪强度随着膨润土和纤维掺量的增加而增加。膨润土、水和纤维对于砂土的剪胀剪缩特性具有较大影响,掺入了膨润土和水的土样以剪胀作用为主,掺入了纤维的土样以剪缩作用为主。(6)含水率对砂土黏聚力的影响程度相对于膨润土和纤维较小;含水率对砂土内摩擦角的影响程度相对于纤维和膨润土较大。