【摘要】：膨脹土是一種特殊的粘性土,具有遇水膨脹、失水收縮的工程特征,對(duì)各類(lèi)工程具有非常大的危害。因而在膨脹土地區(qū)修建公路,常常需要對(duì)膨脹土進(jìn)行改良,現(xiàn)有研究大多數(shù)以在膨脹土中摻石灰、粉煤灰、水泥、風(fēng)化砂、HEC固化劑、HTAB和STW型土壤穩(wěn)定劑等為主,但是存在施工問(wèn)題、污染環(huán)境、成本過(guò)高、操作困難等缺點(diǎn)。本文依托湖南省交通廳科技項(xiàng)目“極端氣候下膨脹土路基水毀災(zāi)害影響預(yù)測(cè)研究”(編號(hào):19801-8025)、2015年湖南省研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目(CX2015B308)和中南林業(yè)科技大學(xué)研究生科技創(chuàng)新基金(項(xiàng)目編號(hào):CX2015B31)“生物酶改良膨脹土物理力學(xué)特性試驗(yàn)研究”,研究了生物酶摻量與膨脹土基本物理特性指標(biāo)之間的變化規(guī)律,探討了生物酶摻量與改良膨脹土應(yīng)力——應(yīng)變曲線以及強(qiáng)度特性之間的變化規(guī)律,得出了生物酶摻量與改良膨脹土壓縮特性之間的變化規(guī)律。研究成果為利用生物酶改良膨脹土的物理性質(zhì)、脹縮性質(zhì)、強(qiáng)度性質(zhì)提供科學(xué)依據(jù),為今后膨脹土的處治提供一種高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、操作性強(qiáng)的新型技術(shù)。本文的主要研究?jī)?nèi)容與成果如下:1.通過(guò)生物酶改良膨脹土的基本物理特性試驗(yàn),研究了生物酶改良膨脹土的液限、塑限、最佳含水率、最大干密度、膨脹土判別指標(biāo)與生物酶摻量之間的變化規(guī)律,并與石灰改良膨脹土的液限、塑限、最佳含水率、最大干密度、膨脹土判別指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比,得到了生物酶改良膨脹土物理特性優(yōu)于石灰改良膨脹土的物理特性的結(jié)論。2.通過(guò)直接剪切試驗(yàn)、室內(nèi)三軸壓縮試驗(yàn),研究了生物酶改良膨脹土的強(qiáng)度特性以及應(yīng)力——應(yīng)變之間關(guān)系,探討了生物酶摻量對(duì)改良膨脹土剪切強(qiáng)度影響的變化規(guī)律,同時(shí)與石灰、水泥改良膨脹土進(jìn)行對(duì)比,得出摻生物酶可以顯著提高膨脹土的強(qiáng)度指標(biāo)的結(jié)論。3.通過(guò)對(duì)常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,基于鄧肯—張模型理論,分析了生物酶摻量對(duì)膨脹土體切線變形模量的影響規(guī)律,得出生物酶改良膨脹土體切線變形模量的最佳摻量。4.通過(guò)一維固結(jié)試驗(yàn),探究固結(jié)壓力對(duì)生物酶改良膨脹土體壓縮特性的影響,得出不同摻量的生物酶改良膨脹土體孔隙比、壓縮系數(shù)、單位沉降量與荷載變化規(guī)律,并與石灰、水泥改良膨脹土體孔隙比、壓縮系數(shù)、單位沉降量與荷載變化規(guī)律進(jìn)行對(duì)比。5.通過(guò)生物酶改良膨脹土的自由膨脹率試驗(yàn)、無(wú)荷膨脹率試驗(yàn)以及有荷膨脹率試驗(yàn),研究了不同摻量的生物酶改良膨脹土膨脹特性的變化規(guī)律,同時(shí)與石灰、水泥改良膨脹土的自由膨脹率、無(wú)荷膨脹率以及有荷膨脹率進(jìn)行對(duì)比,得出生物酶改良膨脹土膨脹特性優(yōu)于摻石灰、水泥改良膨脹土的結(jié)論。
[Abstract]:Expansive soil is a kind of special clay soil, which has the engineering characteristics of water expansion and water loss shrinkage, which is very harmful to all kinds of projects. Therefore, it is often necessary to improve the expansive soil in the construction of highway in the expansive soil area. Most of the existing researches mainly include lime, fly ash, cement, weathered sand HEC curing agent, STW type soil stabilizer and so on. However, there are construction problems, environmental pollution, high cost, difficult operation and other shortcomings. This paper relies on the science and technology project of Hunan Provincial Communications Department, "Research on predicting the impact of Water damage disaster on expansive soil roadbed under extreme Climate" (No.: 19801-8025), the Graduate Scientific Research Innovation Project of Hunan Province (CX2015B308) in 2015 and the Scientific and technological Innovation of Graduate students of Central South University of Forestry Science and Technology The Foundation (Project No.: CX2015B31), "Experimental study on physical and Mechanical Properties of Enzymatic Enzymatic modified expansive soil," The variation law between the amount of biological enzyme and the basic physical properties of expansive soil is studied. The relationship between the content of biological enzyme and the stress-strain curve and the strength characteristic of the expansive soil is discussed. The relationship between the amount of enzyme and the compressibility of the improved expansive soil was obtained. The research results provide a scientific basis for improving the physical properties, dilatation properties and strength properties of expansive soils by using biological enzymes, and provide a new technology with high efficiency, environmental protection, economy and strong operability for the treatment of expansive soils in the future. The main contents and results of this paper are as follows: 1. Based on the experiment of the basic physical properties of the expansive soil modified by biological enzyme, the variation law of liquid limit, plastic limit, optimum moisture content, maximum dry density, discriminant index of expansive soil and the amount of biological enzyme were studied. Compared with the liquid limit, plastic limit, optimum moisture content, maximum dry density and the discriminant index of expansive soil, the conclusion that the physical properties of modified expansive soil with biological enzyme is better than that of lime modified expansive soil is obtained. Through direct shear test and triaxial compression test in laboratory, the strength characteristics and stress-strain relationship of modified expansive soil with biological enzyme were studied, and the variation law of the effect of enzyme content on the shear strength of improved expansive soil was discussed. At the same time, compared with lime and cement modified expansive soil, it is concluded that the strength index of expansive soil can be significantly improved by adding biological enzyme. By processing the data of conventional triaxial compression test and based on Duncan Chang model theory, the effect of enzyme content on tangent deformation modulus of expansive soil is analyzed, and the optimum content of biological enzyme to improve tangent deformation modulus of expansive soil is obtained. Through the one-dimensional consolidation test, the effect of consolidation pressure on the compression characteristics of expanded soil improved by biological enzyme was investigated. The porosity ratio, compression coefficient, unit settlement and load change of expanded soil were improved with different amount of biological enzyme, and the change law of unit settlement and load were obtained. The porosity ratio, compression coefficient, unit settlement of the expansive soil improved by cement are compared with the load variation law. 5. Through the experiments of free expansion rate, no charge expansion rate and load expansion rate of modified expansive soil with biological enzyme, the change law of expansion characteristics of the expansive soil modified by biological enzyme with different amounts was studied, and the change of the expansion characteristics of the expansive soil with different amount of enzyme was studied, at the same time, Compared with the free expansion rate, the no charge expansion rate and the load expansion rate of the cement modified expansive soil, it is concluded that the expansion characteristics of the biological enzyme modified expansive soil are better than that of the lime modified expansive soil and the cement modified expansive soil.
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TU443

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本文編號(hào)：2159337