磷石膏协同聚丙烯纤维改良黄土的强度特性及其微观机理

作     者：孟敏强 王铭泽 刘亚丽 章煜阳 刘光宇 茹含 

作者机构：西北农林科技大学水利与建筑工程学院 

出 版 物：《土木与环境工程学报(中英文)》 (Journal of Civil and Environmental Engineering)

年 卷 期：2025年

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金(52108343) 中国博士后科学基金(2021M702689) 陕西省自然科学基础研究计划(2023-JCQN-0790) 

主　　题：黄土 磷石膏 聚丙烯纤维 强度特性 微观机理 

摘      要：工业固废磷石膏可以很好地提升土体强度，但会增加土体脆性，而纤维加筋技术可以改良土体塑性，两种材料协同可起到互补作用。以陕西杨凌黄土为研究对象，通过无侧限抗压强度试验探究磷石膏改良黄土的最优掺量；基于该掺量开展直剪试验探究纤维加固黄土的最优掺比；最后通过扫描电镜试验（SEM）探究磷石膏协同聚丙烯纤维改良黄土的微观机理。结果表明：当磷石膏单掺黄土进行改良加固时，随磷石膏质量占比增大，改良后黄土的无侧限抗压强度先增大后减小，磷石膏掺入黄土的最优掺量为12%。基于磷石膏改良黄土的最优掺量，掺入聚丙烯纤维，发现随着聚丙烯纤维掺比增大，试样的峰值强度、黏聚力和残余强度先增大后减小，内摩擦角持续增大；微观试验表明，磷石膏改良黄土和磷石膏协同聚丙烯纤维改良黄土均能增大土粒间的胶结作用，填充土粒间孔隙；聚丙烯纤维在黄土中会形成纤维团将土颗粒包裹，从而为土粒提供拉应力，提升土样塑性。