掺砂对红土强度特性的影响

1.掺砂比例对红土强度的影响

强度试验结果表明，掺砂提高了红土的无侧限抗压强度和抗剪强度，但强度的增长存在一个合理的掺砂比例。掺砂红土无侧限抗压强度的变化与抗剪强度的变化主要是团粒化、填充和联损等作用相互影响的结果。

掺砂量较少时，由于团粒化作用，红土颗粒包裹砂土颗粒形成较大的团粒，且红土颗粒多于砂土颗粒，外力作用下这些较大的团粒又可以通过红土中的胶结物质联结在一起形成更大的团粒；由于填充作用，较小的团粒充填在大团粒之间的孔隙中，导致掺砂红土的密实程度提高，结构稳定性增强，承受外荷载的能力增大。无侧限抗压强度试验时，总体表现为掺砂红土抗压的能力增大；直剪试验时，总体表现为掺砂红土剪切面上抗剪的能力增大。

当掺砂量较多时，团粒化作用增强，被红土颗粒包裹形成的团粒越粗大；填充作用越充分，砂土颗粒和较小的团粒更多地充填在大团粒之间的孔隙中；由于联损作用，减弱了团粒之间的联结能力，导致掺砂红土中的大团粒不能被有效地联结起来，这时，虽然填充作用使掺砂红土的密实程度提高，但联损作用反而使掺砂红土的结构稳定性变差，承受外荷载的能力减弱。

对于无侧限抗压强度试验，由于试样周围没有侧向约束，联损作用导致试样在轴向压力作用下极易向四周垮塌，承受抗压的能力减弱，总体表现为掺砂红土的无侧限抗压强度减小；对于直剪试验，虽然上下剪切盒里的试样受到侧向约束，但外力作用下剪切面上填充作用导致颗粒排列的定向性增强，承受抗剪的能力减弱，总体表现为掺砂红土的抗剪强度减小。

2.掺砂比例对红土抗剪强度指标的影响

直剪试验结果表明，掺砂红土的黏聚力随掺砂比例的增加逐渐降低，内摩擦角随掺砂比例的增加逐渐增大到一定程度后又逐渐降低。掺砂红土黏聚力的降低主要是由联损作用引起，而内摩擦角的变化主要是由填充作用和摩擦作用引起。

由于联损作用，红土掺砂后，没有联结力的砂土颗粒削弱了红土颗粒之间的联结力，导致掺砂红土的黏聚力降低；掺砂越多，联损作用越强，掺砂红土颗粒之间的联结力越弱，黏聚力越低。又由于砂土颗粒表面粗糙不规则，在外力作用下，摩擦作用增强了掺砂红土颗粒之间的凹凸程度，提高了土颗粒间相互咬合的能力，颗粒错动困难，摩擦阻力增大，从而使掺砂红土的内摩擦角增大；随掺砂量的增加，填充作用使掺砂红土剪切面上颗粒排列的定向性增强，颗粒间咬合能力减弱，相互错动容易，摩擦阻力减弱，表现为掺砂红土的内摩擦角降低。