鹽沼蘆葦加筋淤泥質土的重型擊實效果評價研究

宋興海 孫曉勇 任永旺 郭玉起 張云 李桐棟

摘 要：為處理鹽沼地區淤泥質土，特將該地區蘆葦作為加筋材料以提高其抗壓性能。通過選取不同的質量百分率、長度和截面形狀的蘆葦來制備加筋土，經過試驗發現比較得出結論：加入蘆葦雖然降低了加筋土的干密度，但是確實能夠提高其無側限抗壓強度，而且通過對比不同參數得出了最優的加筋參數為：加筋率0.18%、長度12mm、四分之一截面。

關鍵詞：鹽沼蘆葦;加筋淤泥質土;重型擊實試驗

黃驊濱海鹽生植物資源豐富，對其開發與可持續利用是我省科技計劃的優先發展主題之一。在眾多的鹽生植物中，鹽沼蘆葦占據很大部分，其地域分布廣泛，生長茂盛。同時，黃驊地基土多為淤泥質土，這是一種不良地基土，需要處理。本文將鹽沼蘆葦作為淤泥質土的加筋材料，研究鹽沼蘆葦對淤泥質土加筋后的重型擊實效果，并且改變加筋材料的設計參數進行對比研究，得出最優的設計參數。將大量閑置的自然資源——蘆葦加以利用，將其作為一種新型土工加筋材料，并研究其力學特性，必將具有良好的經濟效益和社會效益。

1 研究背景

渤海新區位于河北省東南部，東臨渤海，北依京津，南接齊魯，是首都經濟圈的重要節點，現轄“一市三園”，即黃驊市、中捷產業園區和臨港經濟技術開發區，海岸線130公里，是河北經濟新的增長極，重要性不言而喻。

渤海新區的發展意味著會有大量的土建、交通工程項目，這些項目的質量離不開堅實的地基土。通過現有的地質勘查資料表明新區地表以下20米深度內廣泛分布著淤泥質土，此類土含水量高，壓縮性高，強度低，是不良地基土。如此厚的不良地基土，換填是不理想的，只能加固處理。因此，尋求一種廉價又就地取材的加固材料是最理想的。

渤海新區蘊藏著豐富的鹽沼蘆葦資源，但目前對其資源開發與可持續利用還遠遠不夠。如果將蘆葦作為加筋材料來加固淤泥質土，既達到了利用閑置資源的目的，又為土工合成材料增添了新成員，在加筋土技術層面和經濟效益方面有很大的貢獻作用。

2 加筋土研究現狀與分析

天津城建大學的科研團隊對麥秸稈加筋天津濱海新區地表鹽漬土做過類似的研究，證明麥秸稈對濱海鹽漬土有著良好的加筋效果，并得出了最優的設計參數。鹽沼蘆葦與麥秸稈相比而言，其表面更粗糙，與土的摩擦作用更強，用它作加筋材料，其加筋效果應該會更好。從國內外學者的研究現狀來看，新型加筋土材料不斷涌現，加筋后對土體的力學性質的影響是主要的研究方向。目前用鹽沼蘆葦來加筋濱海淤泥質土的相關研究還未有學者進行過，所以本文就以此為研究目標，具有一定的創新性和可行性。

3 研究方案

赴黃驊港選取淤泥質土土樣和鹽沼蘆葦，對比加筋前后重型擊實試驗數據，分析加筋后最大干密度與最優含水率的變化，另外對加筋前后的擊實土樣做抗壓強度實驗，對比數據分析筋材能否提高抗壓強度。接下來的研究工作是改變筋材的參數（長度、配筋率、截面形狀等），做重型擊實試驗和抗壓強度試驗，分析各種參數對擊實效果和抗壓強度的影響，最后確定最優的設計參數。

4 試驗結果數據分析

4.1 加筋前后擊實效果

用重型擊實儀對蘆葦加筋淤泥質土做擊實試驗，與不加筋的淤泥質土對比力學參數的改變。經土工試驗測定淤泥質土屬于粉質黏土，烘干碾碎之后過2mm篩，用來拌合做擊實試驗。首先對土進行重型擊實試驗，測定出最優含水率為19.1%，最大干密度為1.72g/cm3。然后，加入二分之一截面、10mm長度的、質量百分率分別為0.16%、0.18%、0.2%、0.22%蘆葦拌合均勻后進行擊實試驗，經過測定后發現隨著質量百分率的提高，最大干密度隨之降低，最優含水率隨之提高。其原因是蘆葦的密度小于淤泥質土的密度，所以加入的蘆葦越多，加筋土的密度越小。另外，蘆葦中有孔隙，會吸附一定的土中水，所以最優含水率提高了。干密度等于密度除以（1+含水率），所以隨加入蘆葦量的增加而降低了。

4.2 不同的加筋參數對無側限抗壓強度的影響

取含水率為20%的土樣，將蘆葦加筋率設定為0.16%、0.18%、0.2%、0.22%，長度制備為8mm、10mm、12mm、14mm，截面制備為全截面、二分之一截面、四分之一截面，通過改變加筋材料的參數，進行試驗分析各種參數對無側限抗壓強度的的影響。經試驗研究發現，加入二分之一截面、10mm長度的蘆葦，加筋率為0.18%時無側限抗壓強度的提高最大。然后，將加筋率設定為0.18%、二分之一截面，測定出12mm長度時無側限抗壓強度的提高最大。最后，將加筋率設定為0.18%、12mm長度時，測定出四分之一截面時無側限抗壓強度的提高最大。

5 結語

經過試驗研究發現，加入蘆葦雖然降低了加筋土的干密度，但是確實能夠提高其無側限抗壓強度，而且通過對比不同參數得出了最優的加筋參數為：加筋率0.18%、長度12mm、四分之一截面。

參考文獻：

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科研項目：鹽沼蘆葦加筋淤泥質土的重型擊實效果評價研究（河北省教育廳自然科學重點課題ZD2017242）

作者簡介：宋興海（1982-），河北南皮人，碩士，講師，主要從事土木工程專業課教學與研究。