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交通荷载下掺土煤矸石的永久应变特性

2022-12-21张田云龙

孙 磊,沈 露,张田云龙

(宿州学院 资源与土木工程学院,安徽 宿州 234000)

煤炭在我国能源消耗中长期占据主导地位,煤炭开采产生的大量煤矸石一般就近堆放在矿区周边,不仅占用了宝贵的土地资源,而且会对周边的生态环境产生极大的污染和破坏,严重危害人们的健康[1-2]。煤矸石作为煤炭开采的伴生或共生产物产量巨大,若合理利用势必产生极大的经济和环境效益。作为路基填料修筑道路是当前煤矸石综合利用的重要方式之一,随着我国道路交通建设事业的高速发展,这种综合利用有着广阔的应用前景[3-4]。但是,目前以煤矸石作为路基填料的道路在实际服役过程中路面开裂、破损等病害(图1)较为突出,严重影响行车的舒适性和安全性。

图1 煤矸石道路破坏情况

煤矸石与天然土体在粒度及组分上都存在较大差异,煤矸石中往往含有残留的煤炭、有机质及软岩等容易导致煤矸石发生变形和强度降低的成分,对路基的修筑极为不利[5]。因此,在路基修筑过程中,路基填料的压实度对后期整个道路的服役性能来说至关重要。Michalski等[6]通过以不同类型煤矸石作为路基填料的现场模拟碾压试验表明,煤矸石的粒度分布(通常用不均匀系数Cu表征)与煤矸石的可压实程度密切相关,Cu越大表明煤矸石越容易压实。鉴于煤矸石粒度分布对其压实程度的重要性,姜振泉等[7]进一步在煤矸石中掺入不同比例的粉煤灰和黏土等细粒成分后进行压实和渗透试验发现,适当增加细小颗粒的含量能够有效改善煤矸石的压实程度和水稳性,说明粒度成分是影响煤矸石压实性的重要因素。……

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