斥水剂作用下非饱和土壤抗剪强度测定及其变化规律

摘要

为获得斥水性土壤抗剪强度的变化规律,采用二甲基二氯硅烷(dimethyldichlorosilane,DMDCS)作为斥水剂,获得了不同斥水程度的改性砂土.在此基础上配制了不同斥水剂体质比和不同含水率的改性砂土及不同亲水黏土质量分数的改性混合土,并采用非饱和土直剪仪开展了不固结不排水剪强度试验.结果表明:1)不同DMDCS体质比下的5种改性砂土斥水等级均为极度.改性混合土的斥水等级受DMDCS和黏土含量的共同影响.相同DMDCS体质比下,随着黏土含量的增加,改性混合土的斥水性能不断减弱;相同黏土含量下,随着DMDCS体质比的增加,改性混合土的斥水性能不断增大.2)不同DMDCS体质比、含水率及黏土含量下的改性土壤抗剪强度均可用摩尔-库仑强度准则描述.DMDCS体质比从0增至1％时,黏聚力从19.6陡降至10.4 kPa,随后缓慢降低,最终趋于稳定.内摩擦角则随着DMDCS体质比的增加缓慢减小,从0时的16.2o降至3％时的11.8o;随着含水率的增加,改性砂土黏聚力逐渐减小,而内摩擦角呈先升后降形态;随着黏土含量的增加,改性混合土黏聚力显著增大,内摩擦角表现为先升后降,变幅不大.纯改性砂土的黏聚力仅为9.3 kPa,而掺入5％的黏土时,其黏聚力骤升至27.2 kPa;当黏土质量分数为50％时,混合土黏聚力为55.1 kPa;内摩擦角最大值为16.2°(黏土质量分数15％),最小值为9.7°(黏土质量分数50％).该成果可为深入研究斥水性土壤力学性能及工程应用提供参考.