这次调查中使用的粘性土来自浙江的一个建筑工地,中国。表 1显示该粘性土的物理和力学性能。根据统一的土壤分类系统(ASTM D2487-11),粘性土被分类为低塑性粘土(CL)。

EPS本实验项目中使用了从广州商业建筑公司。基于之前的研究结果( 8],EPS颗粒被选中和渗确保每股收益的大小在0.3 - 1毫米,1 - 2毫米,2 - 3毫米,分别。图 1显示了EPS与三种不同粒径的照片。可以看出,1 - 2毫米,2 - 3毫米的颗粒大小差异大于0.3 - 1毫米,1 - 2毫米。

EPS含量低,1%和2%,被选为防止偏析的EPS颗粒内的样本矩阵。EPS含量按重量的干样本用于所有样本推断比较数据来评估EPS颗粒大小的影响。为了减少水化产品测试结果的影响,水泥和石灰没有添加( 26]。根据粒度的EPS,样本分为三组,即组0.3 - 1毫米,1 - 2毫米,和组2 - 3毫米。未混合的土壤作为对照组。首先,最优含水量(油水界面)和最大的干密度(MDD)每组都由普氏压实试验符合ASTM 2000年D698a。接下来,EPS-clay混合在一个大托盘准备不断喷水量计算的油水界面的帮助下通过喷雾瓶和混合抹刀直到达到均匀的外观。准备的EPS-clay混合然后用厚塑料布和放置24小时,使水在混合分散均匀。

EPS-clay混合物被压缩成标准圆柱形钢模具生产样品的大小直径39毫米和80毫米高的无侧限抗压测试。根据城市道路路基土壤的密实度标准样品的密实度是设计为95%。应变控制试验的类型进行了样本集和仪器应用应变1.6毫米/分钟的速度。水渗透试验,样品与61.8毫米直径的大小和40毫米高度准备变量头渗透仪法。压缩试验,样品的尺寸是61.8毫米直径,高度20毫米。基于地球静应力和附加应力的要求,50 kPa的加载压力,100 kPa, 200 kPa, 400 kPa, 800 kPa逐步应用。当应变率小于0.005毫米/小时,下一阶段加载压力应用。SEM测试,冻干样品切成方块与10毫米×10毫米×10毫米被涂上一层黄金诱导电导率。进行了SEM分析这些样本使用扫描电子显微镜。在这个实验中,选择2重复测试的平均值计算。

图 2显示了土壤普罗克特压实曲线混合了不同大小的每股收益。随着含水量的增加,干燥EPS-clay混合不同密度EPS颗粒尺寸增加,然后降低。在普罗克特压实曲线上峰值,这类似于抛物线。这表明的油水界面和MDD EPS-clay混合使用不同的EPS颗粒大小可以通过压实试验。对于一个给定的EPS含量,普罗克特压实曲线组的1 - 2毫米了高于0.3 - 1毫米,2 - 3毫米。这意味着集团1 - 2毫米的干密度大于其他组在同一压实工作和含水量。与EPS颗粒大小的0.3 - 1毫米和12毫米,2 - 3毫米EPS颗粒大小是最大的和EPS颗粒和土壤颗粒之间的附着力较差。因此,相同的压实工作锤的其他组织,体积压缩的增加,塑性变形,密度小2 - 3毫米。另一方面,当含水量相同,组2 - 3毫米更难得到由于最大粒径和比表面积,从而导致最小干密度。相比之下,1 - 2毫米的EPS颗粒大小和2 - 3毫米,0.3 - 1毫米EPS颗粒大小是最小的,这是容易EPS颗粒和土壤颗粒之间的附着力强。 This behavior dissipates part of the compaction energy, making EPS-clay blends difficult to be compacted when the compaction work is same. Moreover, at the same water content, a layer of water film forms more easily on the surface of EPS particles with 0.3–1 mm in EPS particle size, promoting the dissipation of compaction energy.

油水界面和MDD的土壤是两个重要的参数,以反映其压实特性( 24]。通过计算土壤压实后的干密度,不同粒径的影响每股收益的EPS-clay混合的压实特性探讨。图 3(一个)油水界面的显示了比较EPS-clay混合不同的EPS颗粒大小。对于一个给定的EPS含量、油水界面的组的1 - 2毫米小于组0.3 - 1毫米,2 - 3毫米。例如,油水界面的组0.3 - 1毫米,1 - 2毫米,和2 - 3毫米是23.42%,22.61%,和24.61%,分别的EPS含量为1%。可以看出EPS-clay混合的油水界面不随着EPS颗粒大小的增加而增加。为0.3 - 1毫米,大量的小颗粒导致许多EPS颗粒之间的孔隙,导致大量的水被要求符合EPS和粘土颗粒。组2 - 3毫米,EPS颗粒大小更大与每股收益0.3 - 1毫米,1 - 2毫米的大小,导致一个更大的比表面积和孔隙大小颗粒之间由于疏水性EPS ( 24]。因此,EPS珠,2 - 3毫米粒度需要多少水和粘性土,导致一个大的油水界面组2 - 3毫米。图 3 (b)显示了比较的MDD EPS-clay混合不同的EPS颗粒大小。同样,MDD EPS-clay混合并不减少与EPS颗粒大小的增加,例如,组1 - 2毫米的MDD是1.147克/厘米³集团,大于0.3 - 1毫米,2 - 3毫米。组0.3 - 1毫米,颗粒大小接近的粘土颗粒,这是容易与土壤颗粒凝聚形成一个弹性的身体。因此,它更难被压缩在相同压实工作的其他组织。此外,集团0.3 - 1毫米的小孔隙大小更容易充满自由水与孔隙水压力。这种行为导致的能量耗散压实工作,导致样品更难被压缩。组织2 - 3毫米,大粒径大反弹效应的压实工作成果由于每股收益的弹性,使其更难被压缩。此外,干密度的增加EPS-clay混合在压实过程中不仅是由于减少颗粒之间的孔隙的数量和规模也由于EPS珠的塑性变形。因此,很难增加干密度增加压实工作一旦达到极限变形EPS珠。

图 4显示了样品的应力-应变曲线与不同的EPS颗粒大小。对于一个给定的附加内容,当EPS颗粒大小是1 - 2毫米,0.3 - 1毫米,2 - 3毫米,分别的数据表明,应力-应变曲线向下和向右移。这意味着样品1 - 2毫米的每股收益大小目前高强度和低延性比的0.3 - 1毫米,2 - 3毫米。与其他组相比,在相同密实度,组1 - 2毫米的密度是最高最大的MDD。样品的颗粒紧密联系和封闭,从而增加样品的剪切强度。另一方面,小颗粒之间的孔隙组1 - 2毫米导致粒子的运动更加困难。一旦剪切应力达到样品的剪切强度,组1 - 2毫米的样品很容易被摧毁在很短的时间内由于能源更加难以消散,这是减少样品的延性的原因。此外,强度降低,延性EPS含量增加而增加。这种行为的结果油水界面的增加和减少MDD与EPS含量的增加 27, 28]。此外,随着EPS,与低强度和高韧性材料,取代了粘性土混合,EPS-clay混合的强度降低,延性增加。EPS珠与土壤颗粒的失败的另一个原因是减少EPS-clay混合的力量。为了探索力量属性定量,UCS和延性提取进行进一步的比较分析。

图 5(一个)显示的比较UCS EPS颗粒大小不同。对于一个给定的附加内容,组1 - 2毫米的UCS高于其他组。可以看出的UCS EPS-clay混合不与EPS颗粒大小的增加减少。例如,当EPS含量是1%,UCS的样本组0.3 - 1毫米,1 - 2毫米,2 - 3毫米95.5 kPa, 127.4 kPa,分别和87.6 kPa。这可以归因于MDD最高的1 - 2毫米在同样的附加内容。因此,密度样品的微观结构与预计1 - 2毫米的EPS颗粒大小与其他组相比,导致更高的强度。此外,不同组之间的UCS 0.3 - 1毫米,1 - 2毫米小于组1 - 2毫米,2 - 3毫米之间。这表明不同的土壤结构组0.3 - 1毫米,1 - 2毫米小是因为约等于粒子大小。组织2 - 3毫米,EPS颗粒大小远远大于土壤颗粒,使土壤颗粒不能与EPS颗粒紧密结合。此外,最大的比表面积和EPS的表面光滑,2 - 3毫米粒径削弱土壤颗粒之间的咬合的效应,导致最小的力量在所有组。 Figure 5 (b)显示的比较不同的EPS颗粒大小的延性。同样,延性EPS-clay混合并不随着EPS颗粒尺寸增加而增加。相比之下,0.3 - 1毫米,2 - 3毫米,1 - 2毫米的延性的样本EPS颗粒大小是最低的,例如,样本的延性是2.91,2.23,和3.57,分别为0.3 - 1毫米,1 - 2毫米,2 - 3毫米添加剂的含量为1%。样本组0.3 - 1毫米,毛孔的大小虽小,但是毛孔的数量多。样本组2 - 3毫米,不仅毛孔大的大小,而且毛孔的数量多。粒子之间的剪切应力时,毛孔可以帮助粒子调整他们的立场来消耗能量,从而增加样本的延性与0.3 - 1毫米或EPS颗粒大小2 - 3毫米。相反,毛孔的大小的1 - 2毫米的数量很小,毛孔小,使样本承受巨大压力,但容易发生脆性破坏。

如前所述,EPS-clay混合物的渗透系数是决定各自的油水界面和MDD的混合。图 6显示了渗透系数的比较不同的EPS颗粒大小。对于一个给定的附加内容,EPS-clay混合物的渗透系数1 - 2毫米低于EPS-clay混合与0.3 - 1毫米,2 - 3毫米,即。EPS-clay混合物的渗透系数与每股收益的增加不增加粒度在0.3 - 3毫米。例如,1%的添加剂含量,EPS-clay混合物的渗透系数是60.9×10⁻⁶厘米/秒,9.0×10⁻⁶厘米/秒,710.6×10⁻⁶cm / s,分别为0.3 - 1毫米,1 - 2毫米,2 - 3毫米。MDD以来集团是最大的在所有组中,1 - 2毫米的孔隙比和孔隙空间压缩混合是最小的。小和几个毛孔导致液压系数最低的1 - 2毫米。此外,粒子之间的吸附水的1 - 2毫米提供较大的粘性阻力由于样品的密度大,阻碍了自由水的通道。因此,集团的渗透系数降低1 - 2毫米。与样品相比,在EPS颗粒大小与1 - 2毫米,集团更大的渗透系数0.3 - 1毫米,2 - 3毫米的结果更多的颗粒之间的孔隙。此外,最大的差异之间的渗透系数组1 - 2毫米,2 - 3毫米是归因于MDD和油水界面的最大区别。组2 - 3毫米的水力传导率最高的EPS在同一内容由于毛孔大的数量和大小的样品以及大表面光滑的EPS珠。

图 7显示压缩曲线EPS-clay混合不同的EPS颗粒大小。加载应力小于屈服应力时,样品的曲线与EPS颗粒大小为1 - 2毫米以下的曲线组0.3 - 1毫米,2 - 3毫米对于一个给定的附加内容。这意味着集团的初始孔隙比小于1 - 2毫米,0.3 - 1毫米,2 - 3毫米。在相同密实度,组1 - 2毫米的干密度最大的是因为MDD最高,导致样品的初始孔隙度最大。此外,初始孔隙比的差异之间的组1 - 2毫米,2 - 3毫米大,因为大MDD的区别。加载应力大于屈服应力时,群体的压缩曲线的斜率小于1 - 2毫米,0.3 - 1毫米,2 - 3毫米,集团也归因于更高的MDD的1 - 2毫米。由于更大的气孔数量和规模的2 - 3毫米,每个加载下样品的变形更大压力,从而导致一个更大的压缩曲线的斜率。

图 8显示了压缩指数的比较不同的EPS颗粒大小。可以看出,压缩指数的样本并不随着EPS颗粒大小的增加而增加。对于一个给定的附加内容,组1 - 2毫米的压缩指数是最小的,2 - 3毫米是最大的集团在所有组。最大的MDD和最小的油水界面组1 - 2毫米导致样本的最小压缩比其他组。换句话说,样品很难被压缩由于小数量和大小的孔在同一加载压力。另一方面,作为一个可压缩材料,EPS颗粒的塑性变形随载荷的增加压力。组织2 - 3毫米,最大的压缩变形EPS-clay混合也归因于最多的EPS珠的压缩变形与一个大粒度。因此,EPS-clay混合的压缩性EPS颗粒增加2 - 3毫米。此外,随着EPS含量的增加,样品的压缩系数增加,这意味着EPS能维持更高的孔隙比。

图 9显示了EPS-clay SEM图像的对比与不同的EPS颗粒混合大小。它可以发现土壤样本的主要粒子粒径的粗粉砂10 - 75 μ米( 29日]。此外,EPS颗粒大小影响着孔隙体积,导致组织的松散状态。EPS相同内容时,孔隙大小随EPS颗粒大小的增加。例如,当每股收益的内容是1%,孔隙大小的0.3 - 1毫米,1 - 2毫米,2 - 3毫米大约是5-22 μ米,8-25 μm, 15-36 μm,分别。与工程性质的2 - 3毫米,油水界面越低,延性、渗透系数、压缩指数以及更高的MDD和UCS的0.3 - 1毫米,1 - 2毫米是由于较低的孔隙体积和密集的微观结构。组织2 - 3毫米,孔隙体积的颗粒大小是最大的,因为所有组的每股收益是最大的。土壤颗粒不能紧密接触,使样品的微观结构松散。毛孔的组数0.3 - 1毫米以上的组1 - 2毫米,导致更高的油水界面,延性、渗透系数、压缩指数以及较低的MDD和UCS。换句话说,组1 - 2毫米,土壤颗粒相互连接,从而导致样品的微观结构更致密的状态。随着EPS含量的增加,微观结构变得松散,孔隙体积增加。