[发明专利]一种基于木质素和纤维的离散加筋改性粉土及改性方法

说明书

本发明公开了一种基于木质素和纤维的离散加筋改性粉土及改性方法。本发明所述的改性粉土按质量百分比计，粉土中木质素的掺量为3‑15％，玄武岩纤维的掺量为0.1‑0.4％。本发明采用木质素与玄武岩纤维加筋联合改性粉土，有效预防和控制固化粉土的变形，解决粉土地区高速交通路基病害问题。

技术领域

本发明涉及一种粉土及其制备方法，特别涉及一种基于木质素和纤维的离散加筋改性粉土及改性方法。

背景技术

提高粉土水稳特性可为减少粉土地区路基病害提供地基处理依据。受环境、地理条件及工程建设成本的影响，大批基础设施必然要穿越或者修建在粉土之上。粉土作为介于砂土和黏土之间的过渡类型土，本身具有较为特殊的工程性质，黏粒含量极低，粉粒含量较高，级配不良，难以压实，具有强烈的毛细现象及水敏性特点，受周围水环境影响显著，在降雨入渗、冲刷，毛细水上升及地下水等水力作用下，易发生湿化崩解，强度骤减，导致路基发生翻浆冒泥，边坡失稳等病害频发。

如何高效、经济地处理粉土路基是高速交通建设亟需解决的问题之一，众多研究团队开始积极探索与开发新型、高效和环境友好的改良剂对粉土进行改良加固，工业副产品木质素就是其中一种。木质素是广泛存在于陆生植物木质部中的一种高分子化合物，具有储量丰富和可再生的特征，并且拥有优良的粘结性、螯合性和抗腐蚀性等突出优势，能够有效增强散体材料的胶结强度。玄武岩纤维加筋具有强度高、分散性好、多方向加筋，不存在潜在软弱面等特点，而且施工简单、成本低廉，加固效果好，能显著降低土体破坏时的脆性，是一种极具应用前景的土体补强加固技术。

发明内容

发明目的：为了解决粉土地区高速交通路基病害问题，本发明提供了一种基于木质素和纤维的离散加筋改性粉土及改性方法。本发明采用木质素与玄武岩纤维加筋联合改性粉土，有效预防和控制固化粉土的变形，对于防治道路灾害具有重要的意义。本发明还提供了一种用于评价改性粉土性能的评价方法。

技术方案：本发明所述的一种基于木质素和纤维的离散加筋改性粉土，按质量百分比计，粉土中木质素的掺量为3-15％，玄武岩纤维的掺量为0.1-0.4％。

本发明通过木质素和玄武岩纤维对粉土进行改性，首先木质素是一种无毒害、环境友好的工业副产品固化剂，且玄武岩纤维价格低廉，抗拉强度和弹性模量较高，由于玄武岩纤维的弹性模量远大于土体，在荷载作用下纤维与土颗粒两种不同介质之间产生变形不协调而互相错动，可进一步抑制土体变形，提高改性土的抗变形能力和力学特性。

优选地，所述粉土中木质素的掺量为3-9％，玄武岩纤维的掺量为0.3-0.4％。

优选地，所述粉土中木质素的掺量为6-9％，玄武岩纤维的掺量为0.3-0.4％。

优选地，所述粉土中木质素的掺量为6％，玄武岩纤维的掺量为0.3％。

优选地，所述粉土的最优含水率为15-17％。

优选地，所述粉土的最优含水率为16％。

本发明所述的加筋改性粉土的改性方法，包括以下步骤：

步骤(11)：将粉土烘干，将木质素、玄武岩纤维与干燥土样拌合，使得木质素、玄武岩纤维在土样中均匀分散，调整粉土为最优含水率，使得在粉土中掺入质量百分比为3-15％的木质素以及0.1-0.4％的玄武岩纤维；

步骤(12)：在土样拌合完成后，将其密封养护24-36h，使得水分均匀分布，完成粉土改性。优选地，步骤(11)中，所述含水率为15-17％。

本发明还提供了一种粉土改性方法，包括以下步骤：

(21)测定粉土的最优含水率；

(22)根据粉土的最优含水率确定木质素和玄武岩纤维的掺入量；

(23)将木质素和玄武岩纤维充分拌匀后，养护，完成粉土改性。