纳米SiO2对粉质砂土抗剪强度的影响研究

作者：赵廷虎; 谢天宇; 罗飞^*; 陈又贵; 陈领; 钱进

来源：内蒙古大学学报(自然科学版), 2022, 53(06): 644-651.

DOI：10.13484/j.nmgdxxbzk.20220612

• 粉质砂土
• 纳米SiO2
• 抗剪强度
• 内摩擦角
• 粘聚力

纳米SiO2具有改善颗粒的微级配、减少孔隙堆积、改变材料的微观孔隙结构等特点，因而在岩土工程领域土层加固方面具有广阔的应用前景。为了评价纳米材料对粉质砂土的改良效果，在不同纳米SiO2掺量(0、0.5%、1.5%、2.5%和3.5%)和不同法向压力(50kPa、100kPa、200kPa和400kPa)下开展一系列直剪试验。结果表明：掺入纳米SiO2后，粉质砂土的抗剪强度具有显著的提高，随纳米SiO2掺量的增加，土的抗剪强度按线性逐渐增大。纳米SiO2掺量在0%～3.5%范围内变化，对颗粒间的摩擦作用影响不显著，内摩擦角增长幅度较小，增长率不超过10.9%;对粘聚力的改性效果显著，粘聚力由38kPa增加到72kPa,增长率达到148.3%。通过SEM扫描，发现纳米SiO2对土颗粒具有包裹作用和填充作用，包裹作用对土颗粒间的摩擦性能具有一定的改善作用，填充作用显著改善粉质砂土的粘聚力。本研究对天然粉质砂土地基加固或采用粉质砂土换填法施工具有一定的工程指导意义。

• 单位
  四川农业大学; 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司; 土木工程学院; 中国科学院西北生态环境资源研究院