露天矿泥岩路基双重改性研究

摘要

为了对露天矿临时性公路泥岩路基进行改良,提高泥岩路基的力学强度和耐崩解性,提出了双重改性方法。采用XRD、激光共聚焦显微镜、SEM、红外光谱仪、静态水接触角试验、力学性能测试等手段对改性前后泥岩的成分、微观结构、憎水性、膨胀率和抗剪强度等特征进行表征,分析了不同改性方法对泥岩改性的微观机理。结果表明:改性前泥岩浸水10 min崩解成碎屑,有机改性和双重改性后泥岩浸水2 d表面无明显变化,无机改性后泥岩浸水2 d周围有崩解碎屑产生;有机改性和双重改性后泥岩的润湿角由2.6°分别增加为116.3°和119.4°,而无机改性后润湿角仅为4.5°;经过有机改性、无机改性和双重改性,膨胀率由改性前的16.7%分别减小为11.2%,4.2%和2.4%;改性前泥岩的抗剪强度随含水率的增加而减小,改性后抗剪强度随含水率的增加先升高后降低,双重改性对抗剪强度的提高最明显,含水率为25%时泥岩改性效果最好。有机改性时岩粒表面形成一层非极性憎水膜,但泥岩的抗剪强度提高幅度较小;无机改性时泥岩内部孔隙被三维网状凝胶结构填充,力学强度明显提高,但耐崩解性提高幅度较小;双重改性综合了有机改性和无机改性的优点,力学强度和耐崩解性显著提高。