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K_0预固结对非饱和重塑黄土强度与变形特性影响的研究
摘要
K_0预固结技术已广泛应用于非饱和重塑黄土的加固改良中。本文旨在研究K_0预固结对非饱和重塑黄土强度与变形特性的影响。在实验中，我们使用了三组不同含水率的非饱和重塑黄土样品，并进行了不同时间的K_0预固结处理。实验结果表明，K_0预固结可以显著提高非饱和重塑黄土的强度，同时对其变形特性也产生了影响。
关键词：K_0预固结；非饱和重塑黄土；强度；变形特性
Abstract
K_0pre-consolidationtechniquehasbeenwidelyusedinthereinforcementandimprovementofunsaturatedremoldedloess.ThisstudyaimstoinvestigatetheeffectsofK_0pre-consolidationonstrengthanddeformationcharacteristicsofunsaturatedremoldedloess.Intheexperiment,threegroupsofunsaturatedremoldedloesssampleswithdifferentwatercontentswereused,andK_0pre-consolidationtreatmentwasconductedfordifferentperiodsoftime.TheexperimentalresultsshowedthatK_0pre-consolidationcouldsignificantlyenhancethestrengthofunsaturatedremoldedloess,andatthesametime,italsoaffecteditsdeformationcharacteristics.
Keywords:K_0pre-consolidation;unsaturatedremoldedloess;strength;deformationcharacteristics
引言
非饱和重塑黄土是中国华北地区广泛分布的一种特殊土壤。由于其物理和力学性质的特殊性，其工程应用和土工治理面临着一些特殊的问题。近年来，K_0预固结技术被广泛应用于非饱和重塑黄土的加固改良中。K_0预固结是通过施加恒定的侧向压力，使土体的压缩固结完成的过程。在非饱和重塑黄土中，K_0预固结可以改善松动土壤的结构，提高土体的密实度和强度。
本文旨在研究K_0预固结对非饱和重塑黄土强度与变形特性的影响。通过实验模拟不同含水率的非饱和重塑黄土样品进行K_0预固结处理，分析K_0预固结对非饱和重塑黄土强度和变形特性的影响机理。
实验方法
1.实验样品制备
本实验选取三组不同含水率的重塑黄土作为实验样品，分别为30%、40%和50%。通过高速搅拌器将原土与足量的水均匀混合，然后在地面上均匀地散布成0.2m×0.2m的矩形模型。每个模型后面加厚土层，增加侧压力。
2.实验过程
处理了三组黄土样本：第一组（30%含水率）和第二组（40%含水率）的黄土分别施加5kPa和10kPa的侧压力，处理时间分别为3天、7天、14天和21天。第三组（50%含水率）的黄土，分别施加10kPa和20kPa的侧向压力，处理时间为7天、14天、21天和28天。在实验过程中，监测样品侧向压缩变形和性能的改变。实验应力水平的终止采用了3kPa/5min的方法。
实验结果
1.强度分析
实验结果表明，对于不同含水率的非饱和重塑黄土，K_0预固结可以显著提高其强度。在同样的时间下，当侧向压力增加时，非饱和重塑黄土的强度总体呈现出增加的趋势。在同一侧向压力下，含水率为40%的非饱和重塑黄土的强度略大于含水率为30%的非饱和重塑黄土，这是因为黄土随含水率的增加，其抗剪强度反而呈下降趋势。
2.变形特性分析
在相同侧向压力水平和时间下，非饱和重塑黄土的固结量随着含水率的增加而减小。当含水率为30%和40%时，随着侧向压缩时间的延长，黄土的固结增量总的呈现出增加的趋势。在侧向压力为10kPa时，非饱和重塑黄土的收缩率大于含水率为40%和50%的非饱和重塑黄土。
综合分析
在K_0预固结过程中，非饱和重塑黄土的强度和变形特性有明显的改善。随着侧向压力的增加，非饱和重塑黄土的强度总体呈现出增加的趋势，并且黄土的固结增量也随之增加。此外，采用K_0预固结处理后，非饱和重塑黄土的收缩率减小，展现了更好的抗沉降性能，从而适用于不同的土工工程中。
结论
K_0预固结的应用可以显著提高非饱和重塑黄土的强度和变形特性。在处理过程中，随着侧向压力的增加，黄土的抗剪强度呈现出增加的趋势，固结增量也随之增加。此外，K_0预固结对黄土的收缩性能也有所改善。因此，K_0预固结是