轻型击实试样的应力应变

9.4.3　轻型击实试样的应力应变

图9.35　麦秸秆加筋土与盐渍土的残余强度比值与加筋长度关系

轻型击实试样的无侧限抗压强度试验在经过改装的CBR试验仪上进行，选用10 kN的测力环，试样尺寸为高116 mm，直径102 mm。在对试样加载过程中，以位移0.05 mm间隔，记录应力百分表读数，尔后，绘制应力－应变曲线。

1．含水率的影响

在不同含水率条件下，加筋率为0.25%，加筋长度为20 mm、30 mm、40 mm的麦秸秆加筋土及盐渍土的应力与轴向应变关系曲线，如图9.36所示。

图9.36显示，麦秸秆加筋土和盐渍土的应力与轴向应变关系的变化趋势基本相同。含水率为14%和17%时，盐渍土与麦秸秆加筋土的应力随着轴向应变的增加而急剧增大，当应力达到最大值时，土发生破坏，此阶段为应变硬化阶段;随后应变再继续发展，应力下降，土处于破坏阶段，此阶段为应变软化阶段。当含水率为20%～24%时，盐渍土与麦秸秆加筋土的应力值很小，应力随轴向应变的增加而增大，没有明显的峰值点，土呈塑性破坏。

2．加筋率的影响

图9.37为在各含水率条件下，不同加筋率麦秸秆加筋土的应力与轴向应变关系曲线。

由图9.37可知，当含水率和加筋长度都相等时，加筋土的强度较盐渍土的强度有显著提高。含水率为14%和17%时，当应力达到峰值强度后，盐渍土的应力迅速下降，而加筋土应力下降的趋势相对减小，说明加筋提高了土的抗变形能力。含水率为20%～24%时，加筋土和盐渍土均表现为塑性变形破坏，盐渍土与加筋土应力－应变关系曲线之间的距离随着应变的增加而增大，表明加筋作用是随着筋材应变的增大，筋材抗拉力被充分调动而逐渐增大的。

在相同的应变条件下，加筋率为0.25%的麦秸秆加筋土的应力值最大。加筋率减小，则麦秸秆的加筋作用不能充分发挥;加筋率增大，则破坏了土的整体性。这再一次验证了麦秸秆加筋土的最优加筋率为0.25%这一结论。

3．加筋长度的影响

图9.38为加筋率0.25%时，不同加筋长度麦秸秆加筋土应力与轴向应变关系曲线。

图9.38显示，当含水率和加筋率都相等时，在相同的应变条件下，加筋长度为30 mm麦秸秆加筋土的应力值最大。当应变很小时，不同加筋长度麦秸秆加筋土的应力值相差很小，说明在加筋土受力初期，加筋长度对加筋土的应力应变影响较小。随着应变的增加，麦秸秆受到拉伸作用，此时的加筋土作用增大，使加筋土的抗压强度提高。这再一次验证了麦秸秆加筋土的最优加筋长度约为试样直径的1/3的结论。

麦秸秆加筋土与盐渍土相比，不仅提高了抗压强度，试样破坏后的残余强度也大幅提高。

表9.14为加筋率为0.25%时，麦秸秆加筋土与盐渍土抗压强度的比值，图9.39为麦秸秆加筋土和盐渍土抗压强度比值与加筋长度关系曲线。

图9.36　不同含水率条件下盐渍土和麦秸秆加筋土应力与轴向应变关系曲线

(a)盐渍土(b)加筋长度为20 mm的加筋土

(c)加筋长度为30 mm的加筋土(d)加筋长度为40 mm的加筋土

表9.14　麦秸秆加筋土与盐渍土的抗压强度比值

由表9.14看出，加筋长度为20～40 mm时，麦秸秆加筋土与盐渍土相比，其抗压强度的比值大于1，说明加筋提高了土的抗压强度。图9.39显示，随着加筋长度的增加，麦秸秆加筋土与盐渍土抗压强度的比值增大;加筋长度为30 mm时，在各含水率条件下，比值均达到最大值，此时加筋效果最好;加筋长度大于30 mm后，两者比值呈下降趋势。

含水率为24%时，麦秸秆加筋土与盐渍土抗压强度的比值较大。主要是因为含水率较高时，土的黏性较大，土受力后发生塑性变形，麦秸秆和土发生协调变形，表现出较强的加筋作用，从而提高土的抗压强度。

表9.15为加筋率0.25%时，麦秸秆加筋土与盐渍土残余强度的比值，图9.40为麦秸秆加筋土和盐渍土残余强度比值与加筋长度关系曲线。

图9.37　盐渍土和不同加筋率麦秸秆加筋土应力与轴向应变关系曲线

(a)含水率为14%的加筋土(b)含水率为17%的加筋土

(c)含水率为20%的加筋土(d)含水率为22%的加筋土(e)含水率为24%的加筋土

图9.38　盐渍土和不同加筋长度麦秸秆加筋土应力与轴向应变关系曲线

(a)含水率为14%的加筋土(b)含水率为17%的加筋土

(c)含水率为20%的加筋土(d)含水率为22%的加筋土(e)含水率为24%的加筋土

图9.39　麦秸秆加筋土和盐渍土抗压强度比值与加筋长度关系

表9.15　麦秸秆加筋土与盐渍土的残余强度比值

由表9.15可知，加筋长度为20～40 mm时，在各含水率条件下，麦秸秆加筋土与盐渍土相比，两者残余强度的比值大于1，说明加筋提高了土的残余强度。图9.40显示，随着加筋长度的增加，麦秸秆加筋土与盐渍土残余强度的比值增大;加筋长度为30 mm时，在各含水率条件下，比值均达到最大值;加筋长度大于30 mm后，比值下降。

加筋同时提高了土的抗压强度和残余强度，但相比而言，残余强度的提高更为明显，土的应变软化现象减弱，加筋土改善了土的应力应变特性;与盐渍土试样相比，加筋试样的抗压强度峰值出现在应变相对较大处，随应变继续增大仍能保持相对较高的残余强度，土的抗变形性能较高。

图9.40　麦秸秆加筋土和盐渍土残余强度比值与加筋长度关系