高铁路基水泥粉煤灰填料冻融特性研究

摘要

为了研究高铁路基改良粗颗粒填料的冻融特性,采用粗粒土单向冻融试验装置开展高铁路基改良填料单向冻融试验。研究改良填料在冻融过程中受改良剂种类和改良剂掺量等因素影响,其内部温度、水分迁移、水分重分布和冻胀变形的变化规律,分析采用水泥和水泥粉煤灰改良后的粗颗粒填料的冻胀机理。试验结果表明:在单向冻结过程中,通过填料内部冻结深度变化可将填料冻结过程分为快速冻结、缓慢冻结和稳定冻结3个阶段,填料内部不同深度处的温度变化滞后于顶板温度变化;粉煤灰的掺入对水泥改良填料内部温度变化过程影响较小,但会减小填料的冻结深度;外部环境形成的温度梯度是填料内部水分迁移的驱动因素,2类填料冻结过程中内部水分向冻结锋面产生迁移,3次冻融循环后,冻结锋面所处深度含水率最高,距离冻结锋面越远,水分迁移作用越弱,体积含水率波动范围越小;水泥粉煤灰填料的毛细作用会导致填料持水能力增强,致使水泥粉煤灰填料在冻融过程中水分重分布现象较弱;2类改良后的填料均属于不冻胀类材料,其最大冻胀率均未出现在第1次冻结过程中,粉煤灰颗粒的存在会增大填料的冻胀敏感性,导致水泥粉煤灰填料的冻胀变形量高于水泥改良填料,且粉煤灰掺量越大,填料冻胀变形量越大。