摘要：本文通过应用不同固化剂对加固软土的作用进行室内试验，研究NO.5固化剂、NO.1固化剂加固粘土的无侧限抗压强度变化的规律。分析和讨论NO.1固化剂和NO.5固化剂加固土在不同掺入比和龄期时强度的变化规律及应力～应变特性，从整体加固效果分析看出，NO.5固化剂加固土效果优于NO.1固化剂加固土，两种固化土的最佳掺入比在12%～15%，可在软土地基处理和实际工程中应用
关键词：土力学 粘土 固化剂 掺入比 无侧限抗压强度 应力 应变
3.3 NO.1加固土应力应变关系模拟
3.3.1 抛物线模拟
根据试验所得加固土应力～应变关系曲线，其在不同掺入比和不同龄期时。σ～εa关系表现出一些共同的特性。结合前述对土的应力应变模型分析，选用多项式（抛物线）进行模拟。经比较分析，确定为二次抛物线。
由抛物线方程有下式：
(εa≤ε0) （3-4）
式中：σ0—最大应力；
ε0—相应与最大应力时的应变值；
A、B—试验参数。
变换上式有：2 （3-5）
以σ/σ0为纵坐标，εa/ε0为横坐标，点绘实测数据。试验参数A、B如表3-5所示。由式（3-5）分析，当εa =ε0时有σ=（A-B）σ0，若要满足条件必须有σ=σ0，也即意味着A-B=1。从表3-5中A、B值的变化可见，A与B的差值近似等于1。个别参数A和B的差值虽然大于1或小于1，但也徘徊在数据1的附近，乃是试验误差所致。
表3-5 NO.1加固土抛物线模拟参数A、B值
|
掺入比 |
10% |
12% |
15% | |||
|
龄期 |
A |
B |
A |
B |
A |
B |
|
3 |
2.6975 |
1.7641 |
1.1464 |
0.0907 |
0.9466 |
-0.1883 |
|
7 |
2.1088 |
1.0851 |
1.3164 |
0.2056 |
1.5601 |
0.4854 |
|
14 |
0.5775 |
-0.5642 |
0.9969 |
-0.0869 |
1.1136 |
-0.0017 |
|
28 |
0.3518 |
-0.77 |
0.8566 |
-0.2399 |
0.8887 |
-0.2229 |
通过表3-5中的参数A、B值结合抛物线方程可知，当εa =ε0时有σ≈σ0，当εa =0时有σ=0，基本满足边界条件。
若对该抛物线方程求导，有：
即初始摸量E0：
（3-6）
令εa→ε0时抛物线求导知，峰值应力处的切线摸量尚不等于零，说明模拟曲线在该点有误差。由实测资料及A、B值进行应力～应变曲线比较，见图3-13、图3-14、图3-15所示。
实测的应力～应变曲线和模拟的抛物线情况比较明显。曲线在应力～应变曲线初期还比较理想，但曲线后期尚有一定的偏差。说明抛物线模拟一定程度可以反映实测应力～应变曲线的基本特征。根据试验结果
图3-13 NO.1加固土（10%）应力—应变抛物线模拟
图3-14 NO.1加固土（12%）应力—应变抛物线模拟
图3-15 NO.1加固土（15%）应力—应变抛物线模拟
汇总见图3-16所示。
其抛物线方程可表示为：
（3-7）
试验参数A、B的变化可参阅表3-5。就加固土的应力应变大致分析而言，为一致起见，可取A=1.2673，B=0.1874。从图中可知，拟合曲线反映了一定的规律，经过验算，大致可以模拟出实测值，但个别存在着一定的偏差。
图3-16 NO.1加固土εa/ε0～σ/σ0关系曲线
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3.3.2 NO.1加固土qu～E50（Ef）关系
通过NO.1加固土的应力～应变曲线的非线性使得其摸量不是一个常数，而是随应力范围的变化而变的。根据定义取应力从0至qu/2间曲线的割线斜率作为加固土的平均变形模量E50，即E50=（ε0.5为qu/2时对应的应变量）。经计算点绘成图3-17。由图可知，无侧限抗压强度qu与平均变形模量E50之间有良好的线形相关关系。经线形预测分析，二者之间的关系可表示为：
E50=155.5qu （3-8）
同理取应力σ变化由0至qu曲线的割线斜率作为加固土的极限变形模量Ef。由图3-18可见，其qu～Ef也存在较好的线性相关关系。个别实测点虽有偏离，但大部分实测点较为集中且变化趋势明显。经线性预测分析，二者之间的关系可表示为：
Ef=145.86qu （3-9）
通过Ef、E50～qu的对比分析，极限变形模量和平均变形模量与无侧限抗压强度qu之间的大致关系（系数）分别为145.86，155.5。同理也可以看出Ef、E50之间的关系。极限变形模量Ef约为其相应的平均变形模量E50的93.8%。平均变形模量E50比极限变形模量Ef大，反映出该加固土应力应变变化的特点。
图3-17 NO.1加固土qu—E50关系散点图
图3-18 NO.1加固土qu—Ef关系散点图