摘 要 通過室內試驗，對淤泥混合輕質土的製作技術和基本物理，力學性質進行試驗研究。為開發研製出符合我國國情的氣泡混合輕量土，深入瞭解其物理力學性質，促進氣泡混合輕量土的應用，完善和發展氣泡混合輕量土技術做鋪墊。該文將結合室內試驗對EPS淤泥混合輕量土進行系統的理論研究與分析。
關鍵詞 淤泥混合輕質土 室內製備 實驗
氣泡混合輕質土是近十年發展起來的新型輕質填土材料。它是在原料土中按照一定的比例新增固化劑、水和預先製作的氣泡群，進行充分的混合、攪拌後所形成的輕型土工材料。由於該材料具有輕質性、強度可調節性、高流動性和固化後的自立性、良好的施工性、耐久性和隔熱性等優良特性，在岩土工程中應用較為廣泛，如軟土地基處理，橋(涵)揹回填，寒區凍土路基隔熱保溫及臺背填土防凍脹及路基加寬等。
1、試樣製備
1.1實驗原料的選擇
我們的原料土採用淤泥，淤泥為機質和礦物質的綜合物，沉積時代新，具有高孔隙比、高含水量、高壓縮性、強度低、靈敏度高、滲透係數小等特點。以發泡的聚苯乙烯(EPS)作為新增劑，本研究中所選擇的EPS顆粒的粒徑較均勻，為2～3mm。以普通矽酸鹽水泥(強度等級R32.5，32.5 ，R42.5，42.5，R52.5，52.5。本實驗選用的是R32.5的普通矽酸鹽水泥。)作為固化劑，包括其他原料：水，砂子等。混合拌制而成具有輕質高強的EPS淤泥混合輕量土。
1.2試樣尺寸
密度及無側限抗壓強度採用直徑為62mm，高度為124mm;固結試驗採用環刀(內徑61.8mm、高度20mm)制樣，三軸壓縮試驗採用直徑為39.1mm、高度為80mm的試樣。
在製備的過程中，與普通混凝土試塊製備並無太大差異，值得注意的是EPS的摻量要嚴格控制符合標準，因為EPS摻量較少，對輕量土的'性質影響較大。故實驗要做到嚴謹細緻。
2、EPS淤泥混合輕量土的性質研究
Eps淤泥混合輕量土作為一種特殊填土材料，目前國內對其物理力學特性的研究，目前國內還很少，沒有試驗規程可循。為研究Eps淤泥混合輕量土的物理力學特性。依據《土工試驗方法標準》(GB/T-50123-1999)，對其性質進行如下研究：
2.1密度的測定
通過測定EPS淤泥混合輕量土的密度，以便了輕量土解疏密狀態，供換算輕量土的其他物理力學指標和程設計之用。
密度的測定有環刀法、水銀排開法、蠟封法、密度溼度計法和灌砂法等。本研究採用的是環刀法。
通過對不同變數下輕量土密度的測定表明EPS摻量對EPS淤泥混合輕量土EPS 的密度影響較大，是混合輕量土強度的重要影響因素。雖然水泥摻入比不同，但密度降低幅度基本上一致，且隨著EPS摻量的增大而減少，降低幅度較大。
2.2無側限抗壓強度試驗
本實驗是將試件在無側向壓力的條件下，測定其抵抗軸向壓力的極限強度。本研究進行試驗的目的是快速取得Eps淤泥混合輕量土抗壓強度隨水泥摻入比、含水量、密度和齡期的變化規律，確定強度特性相對穩定、且密度較小的配比。對經過密度測定的試樣，在應變控制式無側限壓縮儀上，測試其無側限抗壓強度值，試驗過程中以應變控制。
對資料記錄並處理，繪製應力―應變曲線。
以軸嚮應力為縱座標，軸嚮應變為橫座標，繪製應力―應變曲線。以最大軸嚮應力作為無側限抗壓強度。若最大軸嚮應力不明顯，取軸嚮應變15%處的應力作為該試件的無側根抗壓強度。
2.3壓縮固結試驗
土樣在實際的工程運用中會因為受力而產生一定的變形，固結試驗的目的是獲得在一定大小的外力作用下土體體積的變化與外力作用時間的關係。固結(壓縮)試驗是使試樣在側向不變形的條件下，受豎向力的作用，量測試樣軸向變形速率和在每級荷載作用下的最終壓縮量，其成果用於沉降計算和一維固結計算。
通過壓縮固結試驗，主要是研究EPS含量、水泥摻入比、含水量、密度和齡期等對EPS淤泥混合輕量土壓縮變形特性以及壓縮屈服應力、壓縮模量等的影響。
2.4三軸壓縮試驗
取試樣，根據排水條件，分別進行不固結不排水剪試驗(UU)、固結不排水剪試驗(CU)、固結排水剪試驗(CD)三種試驗。
分別施加恆定不同的軸向壓力，進行剪下直至破壞，從而確定土的強度引數。三軸壓縮試驗的目的，是研究軸向壓力作用下，EPS淤泥混合輕量土應力應變特性的變化規律和抗剪強度指標的確定，分析水泥摻入比、密度和齡期對抗剪強度指標的影響等等。
通過對固結不排水三軸壓縮試驗結果的分析，抗剪強度指標的內摩擦角和粘聚力隨水泥摻入比、密度和齡期不同而有所不同。水泥摻入比較小的輕量土，不固結不排水三軸壓縮試驗的抗剪強度特性不符合莫爾庫侖強度理論，而水泥摻入比較大時，混合土的抗剪強度特性與一般土體具有很大的相似性。
3、結論
通過試樣的製備以及上述實驗，研究表明，影響EPS淤泥混合輕量土容重和強度的主要因素是輕質土中EPS的含量以及固化劑的比例。因此，固化劑是製備EPS淤泥混合輕量土的關鍵，直接決定著氣泡混合輕質土的質量。
參考文獻：
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