改性纳米硅材料加固松散砂土的工程特性研究

A study of the engineering characteristics of reinforced loose sand by modified nano-Si materials

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摘要为了改变松散砂土的低强度和低抗侵蚀性,本文以纳米硅材料为基础,采用聚丙烯酰胺类作为改性剂,对松散砂土进行加固研究.分别研究在不同浓度的纳米硅材料以及不同掺量的改性剂的共同作用下,加固松散砂土的无侧限抗压强度、抗剪强度以及其崩解特性的变化规律,并对其加固机理进行分析.试验结果表明,改性后的纳米硅材料对松散砂土的无侧限抗压强度、抗剪强度以及抗崩解能力都得到较大的提高.当纳米硅材料浓度一定时,砂土的抗压强度和抗剪强度随着改性剂掺量的增加出现先增大后减小的趋势;在纳米硅浓度20％、改性剂掺量0.2％时抗压强度达到最大值970 kPa;在纳米硅浓度20％,改性剂掺量0.3％时黏聚力和摩擦角分别为173.2 kPa和39.3°;在加固松散砂土的抗崩解试验中,当纳米硅浓度大于20％、改性剂掺量大于0.1％时,加固后的砂土在水中侵泡8d后砂样的崩解率低于50％;当纳米硅浓度20％,改性剂掺量0.2％时,加固砂土不崩解.综合试验结果,建议纳米硅溶液的浓度在20％,改性剂的掺量为0.2％作为改性纳米硅材料加固松散砂土的最优配比.