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本文作者：董城1,2，冷伍明1，李志勇2，曹新文3作者單位：1中南大學(xué)2湖南省交通科學(xué)研究院3西南交通大學(xué)

試驗(yàn)材料與方法

1土樣基本物理性質(zhì)指標(biāo)

根據(jù)我國現(xiàn)行公路土工試驗(yàn)規(guī)程[9]，所取高液限土的基本物理性質(zhì)指標(biāo)列于表1。

2試樣制備

將試件直徑為10cm，高度為20cm，采用萬能液壓試驗(yàn)機(jī)靜壓壓實(shí)成型。根據(jù)擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果，按照目標(biāo)壓實(shí)度制備試樣，利用試驗(yàn)前后兩次量測到的試樣高度的平均值作為試樣高度來計(jì)算實(shí)際的壓實(shí)度。按目標(biāo)含水率制備試樣，并在三軸加載測試后用整個(gè)試樣測定實(shí)際含水率。鑒于水泥改良土的回彈模量隨齡期變化較大，本研究試樣在溫度為20℃±2℃，濕度大于等于95%養(yǎng)生條件下養(yǎng)生齡期為7d，最后1d將試樣浸入20℃±2℃水中，并使水面在試樣頂上約5cm。

3不同水泥摻量改良土擊實(shí)試驗(yàn)

分別按2%、4%、6%水泥摻量制備試樣，并進(jìn)行重型擊實(shí)試驗(yàn)。水泥改良土擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。由表可知，最佳含水率隨水泥劑量的增加而降低，最大干密度隨著水泥劑量的增加而增大。

4回彈模量試驗(yàn)

采用英國GDSLAB動(dòng)三軸測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)控制軸向位移、軸向力和圍壓。試驗(yàn)荷載采用半正弦波，頻率為1Hz，其中持載時(shí)間為0.1s，間歇時(shí)間為0.9s，加載波形如圖1所示。動(dòng)三軸加載序列采用同濟(jì)大學(xué)陳聲凱等[10]制定的路基細(xì)粒土回彈模量三軸試驗(yàn)加載序列。5回彈模量定義回彈模量測試中，某一加載級位下荷載循環(huán)次數(shù)為100次，記錄各級重復(fù)荷載作用下最后5次循環(huán)的回彈變形平均值，按下式計(jì)算試件的動(dòng)態(tài)回彈模量。

試驗(yàn)結(jié)果與分析

為分析上述不同因素對水泥改良土動(dòng)態(tài)回彈模量的影響規(guī)律，試驗(yàn)中考慮3種含水率w（OMC-3%、OMC、OMC+3%，其中OMC為最佳含水率），3種壓實(shí)度P（90%、93%、96%），3種水泥含量C（2%、4%、6%）。試驗(yàn)共分為9組，每組3個(gè)試樣。

1含水率對水泥改良土動(dòng)態(tài)回彈模量影響分析

研究含水率變化對水泥改良土動(dòng)態(tài)回彈模量影響時(shí)，各試樣配制時(shí)的壓實(shí)度為96%，水泥含量為4%。由圖2可知，水泥改良土動(dòng)態(tài)回彈模量受含水率影響較大，隨含水率的增加而減小。當(dāng)圍壓為60kPa、偏應(yīng)力為30kPa時(shí)，相對于含水率為OMC-3%時(shí)動(dòng)態(tài)回彈模量，含水率為OMC、OMC+3%下的動(dòng)態(tài)回彈模量分別降低了6.9%，26.0%。

2壓實(shí)度對水泥改良土動(dòng)態(tài)回彈模量影響分析

研究不同壓實(shí)度對水泥改良土動(dòng)態(tài)回彈模量影響時(shí)，各試樣配制時(shí)的含水率為OMC，水泥含量為4%。由圖3可知，水泥改良土動(dòng)態(tài)回彈模量隨著壓實(shí)度的提高而增大，且隨著壓實(shí)度不斷提高，模量增大的速度變緩。當(dāng)圍壓為60kPa、偏應(yīng)力為30kPa時(shí)，相對于壓實(shí)度90%時(shí)動(dòng)態(tài)回彈模量，壓實(shí)度為93%、96%下的動(dòng)態(tài)回彈模量分別提高了12%、16.7%。

3水泥含量對水泥改良土動(dòng)態(tài)回彈模量影響分析

研究不同水泥劑量對水泥改良土動(dòng)態(tài)回彈模量影響時(shí)，各試樣配制時(shí)的含水率為OMC，壓實(shí)度為96%。由圖4可知，加入少量水泥（2%～6%）可顯著提高水泥改良土的動(dòng)態(tài)回彈模量。隨著水泥含量的增大，動(dòng)態(tài)回彈模量也相應(yīng)增加。當(dāng)圍壓為60kPa，偏應(yīng)力為30kPa時(shí)，相對于水泥劑量為2%時(shí)動(dòng)態(tài)回彈模量，水泥劑量為4%、6%下的動(dòng)態(tài)回彈模量分別提高了5%、21.6%。

4應(yīng)力依賴性分析

由圖2～4可知，當(dāng)圍壓保持一定值時(shí)，動(dòng)態(tài)回彈模量隨偏應(yīng)力增加而減??；當(dāng)偏應(yīng)力保持一定值時(shí)，動(dòng)態(tài)回彈模量隨體應(yīng)力增加而增大。由于三軸試驗(yàn)中2=3=圍壓，此時(shí)，體應(yīng)力=1+2+3=33d，八面體剪應(yīng)力octd2/3，因此，方差分析時(shí)可以討論偏應(yīng)力與圍壓。對4%水泥改良土在最佳含水率和壓實(shí)度96%下動(dòng)態(tài)回彈模量進(jìn)行雙因素方差分析，分析結(jié)果如表3所示。由表可知，偏應(yīng)力與圍壓均對水泥改良土動(dòng)態(tài)回彈模量有顯著影響，但偏應(yīng)力的影響更為顯著。