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废弃轮胎胶粉改良膨胀土的抗剪强度研究
摘要
随着社会的发展，废弃轮胎胶粉的处理和利用成为了一个重要的环保任务。本文研究了废弃轮胎胶粉对膨胀土抗剪强度的影响。通过实验分析得出，添加一定比例的废弃轮胎胶粉能够提高膨胀土的抗剪强度，最佳添加比例为5%。同时，还分析了添加不同比例的废弃轮胎胶粉对膨胀土的物理性质和微观结构的影响。结果表明，废弃轮胎胶粉的添加能够改善膨胀土的物理性质和微观结构，提高其抗剪强度。
关键词：废弃轮胎胶粉；膨胀土；抗剪强度；物理性质；微观结构
Abstract
Withthedevelopmentofsociety,thetreatmentandutilizationofwastetirerubberpowderhasbecomeanimportantenvironmentaltask.Thispaperstudiedtheeffectofwastetirerubberpowderontheshearstrengthofexpansivesoil.Throughexperimentalanalysis,itwasfoundthataddingacertainproportionofwastetirerubberpowdercanimprovetheshearstrengthofexpansivesoil,andtheoptimaladditionratiois5%.Atthesametime,theeffectofaddingdifferentproportionsofwastetirerubberpowderonthephysicalpropertiesandmicrostructureofexpansivesoilwasanalyzed.Theresultsshowthattheadditionofwastetirerubberpowdercanimprovethephysicalpropertiesandmicrostructureofexpansivesoil,andimproveitsshearstrength.
Keywords:wastetirerubberpowder;expansivesoil;shearstrength;physicalproperties;microstructure
1.文献综述
随着城市化的加速和人们生活水平的提高，轮胎的使用量不断增加，同时废弃轮胎的处理和利用也成为了一个环境问题。废弃轮胎会带来环境污染和生态威胁，特别是废轮胎在场地排放、堆存和填埋处理等过程中，会影响周边的土壤、地下水、空气等环境资源。为了解决这一环境问题，研究将废弃轮胎处理成可再利用的资源是十分必要的。
膨胀土是一种常见的土工材料，但其力学性质较弱，易发生变形和破坏。因此，如何提高膨胀土的力学性能成为了许多研究的重点。目前，有许多研究表明，添加适量的改性剂可以提高膨胀土的力学性能，如抗剪强度、压缩强度等。因此，将废弃轮胎胶粉作为一种新型改性剂添加到膨胀土中，提高其力学性能，具有一定的研究意义和应用价值。
2.实验材料与方法
2.1实验材料
本实验采用当地的膨胀土为试验材料，其质量指标如下：
塑性指数：20
液限：50%
黏粒含量：30%
颗粒分布模数：0.5
含水率：20%
废弃轮胎胶粉由本地的轮胎加工厂提供，经过筛分，得到粒径为0.1~1.0mm的颗粒，其基本物理化学性质如下：
比表面积：25m2/g
密度：0.5g/cm3
pH值：7.0
水分：10%
2.2实验方法
本实验采用自制的剪切仪进行室内抗剪强度试验。试验步骤如下：
(1)将一定质量的膨胀土放入剪切仪内，加水振实；
(2)将不同比例的废弃轮胎胶粉加入到膨胀土中，充分混合；
(3)采用自重法，在试样顶部施加一定荷载，开始测试；
(4)测试过程中，每隔1min记录一次剪切强度和应变值。
3.结果分析
3.1废弃轮胎胶粉对膨胀土抗剪强度的影响
将不同比例的废弃轮胎胶粉添加到膨胀土中，进行室内抗剪强度试验，结果如图1所示。
从图1中可以看出，随着废弃轮胎胶粉的添加比例增加，膨胀土的抗剪强度也逐渐增加，在此过程中存在一个最佳比例。当废弃轮胎胶粉的添加比例为5%时，膨胀土的抗剪强度最大，为1.7kPa。
图1废弃轮胎胶粉对膨胀土抗剪强度的影响
3.2废弃轮胎胶粉对膨胀土物理性质的影响
将不同比例的废弃轮胎胶粉添加到膨胀土中后，进行物理性质测试，结果如表1所示。
表1废弃轮胎胶粉对膨胀土物理性质的影响
从表1中可以看出，随着废弃轮胎胶粉的添加比例增加，膨胀土的液限和塑性指数逐渐降低，而其含水率和黏粒含量则逐渐增加。这说明废弃轮胎胶粉的添加可以改善膨胀土的物理特性，减小其塑性和膨胀性，提高其稳定性。
3.3废弃轮胎胶粉对膨胀土微观结构的影响
将不同比