玄武岩纤维水泥改良风积沙强度及孔隙结构研究

作者：阮波; 张佳森; 丁茴; 袁忠正; 聂如松^*

来源：铁道科学与工程学报, 2022, 19(05): 1260-1269.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20211385

• 无侧限抗压强度
• 玄武岩纤维
• 水泥改良风积沙
• 峰值应变
• 核磁共振
• 能量吸收能力

为了研究纤维掺量对玄武岩纤维水泥改良风积沙的孔隙结构和无侧限抗压强度的影响，开展核磁共振试验和无侧限抗压强度试验。试验选用玄武岩纤维，纤维掺量分别为0%,0.2%,0.5%,0.8%,1.1%,1.4%,1.7%，水泥掺量为5%，风积沙来自新疆和若铁路工地现场。核磁共振试验结果表明，水泥改良风积沙的T2弛豫时间为0.37μs～1.98 s，对应的孔隙半径为0.74 nm～0.39 mm；而玄武岩纤维水泥改良风积沙的T2弛豫时间为0.31μs～1.07 s，对应的孔隙半径为0.61 nm～0.21 mm。与未掺纤维的水泥改良风积沙试样相比，纤维掺量为0.8%的玄武岩纤维水泥改良风积沙试样中的大孔占比减少了25.7%，中孔占比增加了12.7%，而微孔和小孔占比变化较小。无侧限抗压强度试验研究结果表明，水泥改良风积沙试样的无侧限抗压强度和峰值应变分别为0.80 MPa,1.29%，与水泥改良风积沙相比，玄武岩纤维水泥改良风积沙试样无侧限抗压强度的强度增强比为1.14～1.54，最优纤维掺量为0.8%；而玄武岩纤维水泥改良风积沙的峰值应变与纤维掺量正相关，延性增强比为1.43～2.67。掺入纤维提高了水泥改良风积沙的能量吸收能力，与水泥改良风积沙相比，最优纤维掺量的水泥改良风积沙的能量吸收能力提高了2.73倍。掺入玄武岩纤维提高了水泥改良风积沙的无侧限抗压强度，增强其延性。研究成果可为风积沙铁路路基基床表面层填料的设计和施工提供参考。

• 单位
  中南大学; 土木工程学院; 中铁第四勘察设计院集团公司