CN103422491A

CN103422491A - 棕榈纤维加筋土及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN103422491A
Application number: CN2013102651750A
Authority: CN
Inventors: 璩继立; 李陈财; 李贝贝; 刘宝石; 魏天乐
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2013-12-04

Abstract

一种棕榈纤维加筋土，其制备方法具有以下步骤：称取一定质量干土；将棕榈纤维加工成长为2～16mm，宽为2～4mm，长宽比1:1～4:1的长方形，并称取质量为土的质量的0.25%～2.0%的棕榈纤维；将棕榈纤维与干土均匀混合，得到筋土混合物；将筋土混合物与一定质量的水均匀混合至呈流塑状态，得到加筋土前体；将加筋土前体置入模具中；在常温条件下养护，蒸发水分至含水率达到预定值，制成棕榈纤维加筋土。

Description

棕榈纤维加筋土及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种棕榈纤维加筋土，运用于软土加固和边坡防护，属于土体改性加固领域。

背景技术

在我国沿海地区，粘性土广泛分布，特别是在长江、黄河、海河、钱塘江、甬江、闽江和珠江等入海口附近。在这些地区，建筑物与构筑物地基的土层往往由软粘土组成。这些广泛分布的淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土和粘土,具孔隙比大、含水量高、压缩性大、强度低等特点，容易对工程造成严重不良影响。目前，软土的改性固化多是采用物理方法、物理化学方法或化学方法，以提高软粘土的强度和稳定性，使之满足不同类型和使用功能的工程建设要求。

棕榈是我国普遍生长的棕榈科植物，广泛分布在我国南方各省，它不仅是优良的观赏树种，还是重要的经济作物。棕榈纤维属于棕树的叶鞘纤维，自古以来就应用于人们的生产生活中，我国古书有“其皮作绳千年入水不烂”的记载。棕榈纤维具有不含糖分、不易虫蛀、不易霉变和被腐蚀也不会变脆以及自身具有多孔结构的特点。

把棕榈纤维同软土结合在一起所形成的棕榈纤维加筋土，是一种均质的三维结构。棕榈纤维均匀而无规则地掺入土中，可被视为均质的各向同性的材料。这样，棕榈纤维加筋土中不存在明显的薄弱面或者薄弱方向，纤维的交织效果使得棕榈纤维加筋土在承受外力时，表现出更大的整体性、更大的受力范围和比较均匀的应力状态。棕榈纤维加筋把棕榈纤维作为加筋材料，既拓宽了现有加筋材料的种类，又做到了工程应用上的经济环保性。但是目前对棕榈纤维加筋土的研究和利用还存在空白。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而存在的，目的在于提供一种棕榈纤维加筋土，利用棕榈纤维提高软粘土的强度和稳定性。为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案。

一种棕榈纤维加筋土，其特征在于，具有：棕榈纤维，为长方形，长为2～16mm，宽为2～4mm，长宽比为1:1～4:1；土，棕榈纤维的质量与土的质量的比为0.25%～2.0%；以及水，含水率为预定值。

进一步，提供一种棕榈纤维加筋土的制备方法，其特征在于，具有以下步骤：称取一定质量干土；将棕榈纤维加工成长为2～16mm，宽为2～4mm，长宽比1:1～4:1的长方形，并称取质量为土的质量的0.25%～2.0%的棕榈纤维；将棕榈纤维与干土均匀混合，得到筋土混合物；将筋土混合物与一定质量的水均匀混合至呈流塑状态，得到加筋土前体；将加筋土前体置入模具中；在常温条件下养护，蒸发水分至含水率达到预定值，制成棕榈纤维加筋土。

另外，干土的颗粒直径小于2mm。

另外，制备加筋土前体时，水的质量与干土的质量的比为干土的液限含水率。

进一步，提供一种棕榈纤维加筋土在软土地基加固和边坡防护方面的应用。

发明的有益效果

棕榈纤维来源于自然，具有舒适性、透气性、无污染、不受虫蛀等特点，因此，棕榈纤维加筋土具有成本低、加筋性能好等特点，为软土地区的地基加固提供了新思路。同时，棕榈加筋土能够明显提高软粘土的无侧限抗压强度，即增强土体强度与整体性并能提高土体的延性。

附图说明

附图1是本发明棕榈纤维加筋土制备方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

附图1是本发明棕榈纤维加筋土制备方法的流程图。

如图所示，首先进行配料S1，将土和棕榈纤维加工成工艺要求的状态，并以一定比例混合。将取自上海市浦东张江科技园地下约3～5米处的土（最大干密度1.62g/cm³，塑限含水率20.56%，液限含水率42.34%，塑性指数21.78）在自然条件下风干，碾碎，然后过2mm的土工筛，每组试验分别称取干土5000g；将棕榈纤维分别加工成2mm×2mm、2mm×4mm、2mm×6mm、2mm×8mm、4mm×8mm、4mm×4mm、4mm×8mm和4mm×16mm，共8种不同尺寸规格。按加筋率（即棕榈纤维与土的质量比）为0.25%、0.5%、1.0%和2.0%，分别称取不同尺寸的纤维12.5g、25g、50g和100g。

然后，进行筋土混合S2，将8种不同尺寸的棕榈纤维，分别以四种加筋率与干土混合均匀，得到32组不同的筋土混合物。

然后，制备加筋土前体S3，向各筋土混合物中分别加入水，根据土的液限含水率42.34%和土的质量5000g计算得每组筋土混合物中加入的水的质量应为2117g。将筋土混合物和水在拌和机内搅拌，直到呈流塑状态，即得到了加筋土前体。

接下来，置入模具S4，使用空压机将加筋土前体喷射入木质方格体中，使之定型。

最后，养护成型S5，在常温条件下养护，直到水分蒸发至最佳含水率22.3%左右，这时，土体具有一定强度，棕榈纤维加筋土样制成。

为了对棕榈纤维加筋土的加筋效果进行检验，还进行了以下试验。

将32组棕榈纤维加筋土样分别制成底面直径39.1mm，高80mm的圆柱体试样，使用应变控制式无侧限压缩仪对上述试样进行无侧限抗压强度试验。得到结果如表1所示：

表1棕榈纤维加筋土无侧限抗压强度及增长率

从表1中的试验结果可以看出：棕榈纤维加筋粘土后，均能不同程度的提高软粘土的无侧限抗压强度。可见，在软粘土中掺入棕榈纤维后，棕榈纤维是通过摩擦力将本身的抗拉强度与土的抗压强度有机结合,从而提高了软粘土的强度。

由于使用棕榈纤维加筋后，对粘土的强度有明显提高，所以，棕榈纤维加筋土在在软土地基加固和边坡防护方面拥有广泛的应用前景。

具体实施方式的有益效果

本发明具体实施方式所得到的棕榈纤维加筋土与素土相比，实现了棕榈纤维抗拉强度与土的抗压强度的有机结合，其无侧限抗压强度增长了1.0%～27.7%，大大提高了软粘土的强度。

以上，仅为本发明的一种具体实施方式而已，并非用来限定本发明的实施范围，即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims

1.一种棕榈纤维加筋土，其特征在于，具有：

棕榈纤维，为长方形，长为2～16mm，宽为2～4mm，长宽比为1:1～4:1；

土，所述棕榈纤维与所述土的质量比为0.25%～2.0%；以及

水，含水率为预定值。

2.一种棕榈纤维加筋土的制备方法，其特征在于，具有以下步骤：

称取一定质量干土；

将棕榈纤维加工成长为2～16mm，宽为2～4mm，长宽比1:1～4:1的长方形，并称取质量为所述土的质量的0.25%～2.0%的所述棕榈纤维；

将所述棕榈纤维与所述干土均匀混合，得到筋土混合物；

将所述筋土混合物与一定质量的水均匀混合至呈流塑状态，得到加筋土前体；

将所述加筋土前体置入模具中；

在常温条件下养护，蒸发水分至含水率达到预定值，制成所述棕榈纤维加筋土。

3.根据权利要求2所述的一种棕榈纤维加筋土的制备方法，其特征在于：

其中，所述干土的颗粒直径小于2mm。

4.根据权利要求2所述的一种棕榈纤维加筋土的制备方法，其特征在于：

其中，制备加筋土前体时，所述水的质量与所述干土的质量的比为所述干土的液限含水率。

5.根据权利要求1所述的一种棕榈纤维加筋土在软土地基加固和边坡防护方面的应用。