不同黏土含量及砂粒径形状对黏土砂混合物压缩特性的影响

《Scientific Reports》：Impact of sand shape and stress level on the volumetric strain of highly plastic clay–sand mixtures

　　摘要在黏土砂衬垫的设计中，砂的特性在决定其压缩性和水力传导性方面起着至关重要的作用。黏土可能会完全或部分填充砂骨架中的孔隙。可以通过孔隙比来检验确定阻挡水分流动所需的最佳黏土含量。压缩性取决于砂的形态、形状、质地和孔隙比。这些参数会影响该层整体的承载能力。砂提供了面与面的接触和相互锁扣。本研究针对粒径分级考虑了三种类型的砂：细砂、中砂和粗砂，并针对两种代表棱角性的形状：AGS（棱角砂）和RGS（圆粒砂）。压缩性测试采用了一维固结和二维柔性壁渗透仪装置。考虑了两个应力水平进行比较：60 kPa和400 kPa，以展示体积应变的变化。这些与衬垫位于垃圾填埋场底部或置于顶部作为覆盖层的情况相关。本研究考察了三种不同黏土含量的压缩性：10、20和30%（以砂的干重百分比计）。引入一个经验测量参数作为参考应变，并取体积应变的50%。该值与标准固结仪试验中获得的轴向应变相关联。给出了体积应变预测方程，以便使用测得的轴向应变来找到压缩性。在400 kPa围压下测量的不同形态黏土-砂混合物的体积应变范围为(22-32.5%)，而在60 kPa围压下，体积应变范围为(5-10%)。这些结果是在棱角形和圆形砂中普遍观察到的趋势。