生物酶固化土水穩定性試驗研究

羅亮 胡煥校

摘要：生物酶固化劑作為一種綠色的土壤固化劑，由于其具有施工工藝簡單、土體改良高效、經濟效益好及環保等優點，而廣泛應用于高速公路路基建設中。湖南省高速公路建設中，經常會遇到擬建高速公路經過高液限土區域，而高液限土體性能很難滿足公路建設對路基土的要求。生物酶固化高液限土使得高液限土路基能夠滿足公路對路基土的強度要求，而在路基的使用過程中，環境水對路基土穩定性的影響這一問題不容忽視，路基土的水穩定性關乎高速公路的運營安全。本文針對生物酶固化路基土樣的水穩定性試驗，探究不同含量的生物酶的路基土飽和穩定性，為生物酶固化路基土的應用提供科學的依據。

關鍵詞：高液限路基土? 土壤固化? 生物酶固化劑? 抗壓強度? 水穩定性

Experimental Study on Water Stability of Soil Solidified byBiological Enzyme

LUO? Liang? HU Huanxiao

（School of Geosciences and Info-Physics， Central South University， Changsha， Hunan Province，410083 China）

Abstract： As a green soil curing agent， biological enzyme curing agent is widely used in expressway subgrade construction because of its simple construction process， high efficiency of soil improvement， good economic benefit and environmental protection. In the construction of expressway in Hunan province， it is often encountered that the proposed expressway passes through the area of high liquid limit soil， and the performance of high liquid limit soil is difficult to meet the requirements of highway construction for subgrade soil. Biological enzyme curing high liquid limit soil makes the high liquid limit soil subgrade meet the strength requirements of highway for subgrade soil. In the process of subgrade use， the impact of environmental water on subgrade soil stability can not be ignored. The water stability of subgrade soil is related to the operation safety of expressway. Aiming at the water stability test of biological enzyme solidified subgrade soil sample， this paper explores the saturation stability of subgrade soil with different content of biological enzyme， so as to provide a scientific basis for the application of biological enzyme solidified subgrade soil.

Key Words： High liquid limit subgrade soil; Soil solidification; Biological enzyme curing agent; Compressive strength; Water stabilit

在研究運營道路的破壞機理時發現，引起道路結構破壞的因素不僅僅是過往車輛的荷載，道路運營環境的影響也起到了很大的作用。在環境的影響中，水對道路穩定的影響占有重要地位。所以，在考慮生物酶固化土的路用性能時，需考慮環境水的作用對固化土路基的影響，應對固化土路基的水穩定性進行測試，水穩定性試驗測試的是土體抵抗水的沖刷破壞的能力。

1試驗方法及控制參數

試驗原理

到目前為止，還沒有具體的規范為水化穩定性試驗提供參考標準，所以本試驗采用飽水天數分別1d、3d、7d的試樣進行實驗。在進行土體水穩定性評價時，水穩定性系數是一個重要的評價參數，其表達式如下：

K_w=R_T/R_0

土樣的強度損失率公式為：D_T=（R_0-R_T）/R_0 ×100%

式中：K_w為水穩定性系數;D_T為飽水后抗壓強度損失率（%）;R_0為標準養護抗壓干試樣強度（MPa）;R_T為飽水后試樣的抗壓強度（MPa）。

由穩定性系數表達式可知，穩定性系數的值與土樣的抗壓強度有關，水穩定性系數越大，水穩定性能也就越好。

控制參數

本次實驗共采用5個不同生物酶含量固化土實驗組進行實驗，這5組生物酶固化土樣本的生物酶含量分別為1%、3%、5%、8%、10%，在將土體制成50mm×50mm的圓柱體[1-3]。實驗過程可以分為兩步：先取部分試樣在無飽水狀態下養護7d，養護完成后測定其干抗壓強度作為對照;剩下的試樣在進行為期6d的標準養護之后，分別進行為期1d、3d、7d的飽水養護，并同樣地測定其抗壓強度，根據測量數據計算不同飽水時間所對應的水穩定系數及強度損失，根據上述公式進行水穩定系數及強度損失的計算。

2試驗結果及分析

按照上述方法進行試驗，可得出不同飽水時間下的水穩定性系數、強度損失值，其具體結果分別見表1和圖1。

表1表明生物酶含量極低（1%）時，水穩定性系數為0，強度損失率達100%，即極低含量生物酶固化高液限土的水穩定性差，遇水后失去強度。且由表1可得到圖1和圖2。

圖1和圖2表明生物酶含量在3%和5%時，生物酶固化高液限土的飽水強度和穩定系數相對較高，且由表1標準條件下的強度值，綜合考慮得到生物酶含量為5%時，生物酶固化高液限土的路用性能最佳[4-5]。且由圖表進行分析可以得出不同生物酶含量的水穩定系數隨生物酶含量的變化情況，生物酶的含量在3%～8%時，水穩定性系數的值在公路標準的可控范圍之內，說明經生物酶固化后的路基的抗水性能可達到規范的要求。但是，當生物酶的含量過低（<1%時）或過高（>10%時），固化土極易發生泥化現象而失去飽水強度，因此，在工程應用中需要控制生物酶的用量，應根據工程的實際情況確定適宜的生物酶土壤固化劑的用量[6-7]。

3結語

生物酶含量在3%和5%時，生物酶固化高液限土的飽水強度和穩定系數相對較高，生物酶含量為5%時，生物酶固化高液限土的路用性能最佳。將生物酶應用于公路建設中需要控制生物酶的合理用量，應根據工程的實際情況確定適宜的生物酶土壤固化劑的用量，以確保路基土的抗水性能滿足規范的要求。

參考文獻

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