生土砌体砌筑泥浆生态改性配方研究

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刘 江,袁 康,2,张松林,陈 楠,2

(1.石河子大学水利建筑工程学院,石河子 832003;
2.新疆兵团高烈度寒区建筑抗震节能技术工程实验室,石河子 832003)

我国生土建筑起源于中西部及黄河中上游地区,使用材料为原状土质材料,故生态环保、就地取材、造价低廉、技术简单成为生土建筑最明显的优点[1]。在环境污染、生态危机备受关注的今天,生土仍是中西部地区具有发展前景的绿色环保建筑材料,生土建筑仍将长期存在于中西部农村地区,并在新农村建设中发挥重要作用。但历次震害表明,生土结构是各类村镇建筑中破坏最为严重的结构形式,其中生土砌块墙体的破坏形态主要表现为沿泥浆灰缝处的剪切破坏,故泥浆作为生土墙砌块之间的黏结材料,其力学性能对生土砌体的抗剪、抗压及抗折强度有重要影响,进而影响结构的抗震性能[2]。因此在泥浆中掺入适量的改性材料,以提高泥浆砌筑生土墙的抗剪承载力,从而保证生土结构的抗震性能显得十分必要。

近些年,有关泥浆改性的研究受到较多学者关注。宋加兴[3]通过向素土中掺加不同体积比的麦秸秆和绿豆砂对泥浆进行改性,制作改性泥浆立方体试件并对其单轴抗压强度进行分析,结果表明,改性后泥浆的抗压强度增大。王毅红等[4]研究了稻草对生土砌筑泥浆力学性能的影响,采用单轴抗压试验对不同配比的泥浆试件进行测试,结果表明,稻草有效提高了泥浆的黏结强度且显著提升了其抵抗变形能力。杨森等[5]通过向泥浆中复掺草筋、水泥、生石灰、糯米改善力学性能并进行正交试验探讨泥浆改性后抗压、抗折强度的变化规律,得到改性泥浆最优配比。刘伯成[6]利用生土、2.5R水泥、矿渣、砂按一定配比拌和制成改性泥浆,对利用改性泥浆砌筑而成的砌体进行抗压试验研究并与未改性泥浆砌体进行对比,结果表明,由改性泥浆砌筑的砌体在抗压强度方面有所增加。丁苏金等[7]研究了矿渣-硫酸钠复合改性泥浆,发现硫酸钠在生土基黏结材料内起硫酸盐、碱激发双重作用,增强了泥浆黏结材料的抗压强度。Walker[8]对水泥改性的土坯与水泥石灰泥浆砌筑的砌体进行了抗压试验和弯曲黏结强度试验,结果表明,土坯砌体弯曲黏结强度不仅与土坯块材自身的性能有关,砌筑泥浆的性能对其也有显著的影响。Laursen等[9]利用粉煤灰对泥浆进行改性,用改性后的泥浆砌筑土坯砖砌体并进行试验,结果表明,泥浆改性对抗压强度有提高作用。李鑫[10]在素土中加入水泥、砂、熟石灰、氧化铁红、聚丙烯纤维等材料制成多组改性泥浆,以普通烧结砖为黏结基材,进行泥浆的抗裂指数和黏结性能的测试,得到了改性泥浆的最优配比,研究表明,改性泥浆的黏结强度可达到素泥浆黏结强度的10倍左右。张晓昌[11]针对传统砌筑泥浆黏结性能差、强度低的缺点对泥浆进行改性,结果表明,不同灰砂比、外加剂对泥浆抗压强度、抗折强度、折压比均有不同程度的影响。Yetgin等[12]发现纤维可普遍提高泥浆的力学性能,随着纤维含量增加,抗压、抗拉强度提高,收缩率降低。朱宪荣等[13]研究表明,适量的羧甲基淀粉可有效提高泥浆的抗压强度。

综上可知,泥浆改性常用方法是物理及化学改性法,通过添加改性材料,砂浆力学性能及耐久性能得到提升。但目前相关研究主要集中在利用改性材料提高泥浆强度方面,对提高泥浆砌筑砌体抗剪强度的研究较少,且相关学者均未对所提出的改性材料是否破坏生土的归田性进行探讨。为提高生土结构抗震性能的同时,确保生土结构保留生态环保、可持续发展的特点,本文在考虑不破坏生土归田性(即确保生土建筑在服役期结束后可覆土归田用于农作物种植)的前提下,提出了生土泥浆生态改性配方以提高砌体抗剪强度,进而实现增强墙体抗震性能的目的。以糯米胶、丙烯酸乳液、速溶胶粉、纤维素为改性材料,首先采用单因素试验来初步判断各改性材料对泥浆力学性能指标的影响规律,并通过正交试验进一步探讨各改性材料掺量对性能的影响显著性,得到改性泥浆最优配比;
然后,通过生土砌体抗剪试验,获得改性生土砌体相较于非改性生土砌体抗剪能力的提升效果;
最后,通过对改性生土材料进行土壤种植试验及成分检测分析来判断其是否具有归田性。

本文通过单因素试验、正交试验展开对泥浆改性方案的研究,得到改性泥浆的最优配比,并采用改性泥浆砌筑生土砌体,与非改性泥浆砌筑生土砌体进行抗剪试验对比研究,验证其砌体层面抗剪强度提升效果。

1.1 试验材料选取

改性材料选取依据提高泥浆抗剪强度的原则,同时也应考虑无毒,无异味性,确保泥浆改性后,可用于种植并且不会对土壤环境造成污染。综合考虑选取糯米胶、丙烯酸乳液、速溶胶粉、羟丙基甲基纤维素作为改性材料;
生土料选取石河子市郊区黄黏土,去除其中大颗粒土粒及杂质,得到1~2 mm的细土料,同时参照农民习惯掺入麦秸秆;
拌和用水选取实验室自来水。所选取改性材料基本特性如下:

1)糯米胶:主要成分为纯天然无毒可食用糯米,呈乳白色胶体状,有利于增加土料颗粒间的黏结性。

2)丙烯酸乳液:由纯丙烯酸酯类单体共聚而成的乳白色乳液,符合无毒、无刺激环保要求。

3)速溶胶粉:以天然高分子聚合物为主料,呈白色粉状,无毒,无害且黏度高。

4)羟丙基甲基纤维素:白色颗粒状粉末,安全无毒,可有效改善泥浆的可塑性。

1.2 改性泥浆配比试验

1.2.1 单因素试验

为研究四种改性材料掺量对生土砌体砌筑泥浆抗剪、抗压及抗折强度的影响规律,参考文献[5,14-15],采用单因素试验方法同时初步给出各改性材料掺量水平,还掺有质量分数为0.3%的麦秸秆,共设计17组试验工况,包括未改性组1组,每组工况下制作6个试件。相关试验掺量均为质量分数,四种改性材料掺量如表1所示。

表1 各改性材料掺量水平Table 1 Dosage level of each modified material

抗剪试验中,首先将生土料放入环刀中挤塑成型,48 h后脱模并将试块切成高1 cm的上、下饼块,当饼块养护至干燥以后,用掺有四种改性材料的泥浆将上、下饼块黏结,泥浆厚度为10 mm,试验参照《土工试验方法标准》(GB/T 50123—2019)[16]进行,即采用应变控制式直剪仪沿泥浆与生土试块之间灰缝进行抗剪试验。具体方法为:将试块放入剪切盒中,用细砂在上表面进行找平,最后加盖板并放到应变控制式直剪仪上,施加竖直压力0.1 MPa,并以1.2 mm/min的速率剪切,仪器手柄旋转一周,观察测力计数值,以数值达到稳定或显著下降作为试验结束条件。抗折、抗压试验参照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GB/T 17671—2021)[17]进行,试验仪器为30 t万能压力试验机,采用连续位移控制加载方式,加载速度为1.0 mm/min。先进行抗折试验,用折断后的试块进行抗压试验,试验结束后记录各组强度数值。

将试验数据进行整理,按照上文相关标准取每组工况6个试件实测强度的平均值作为结果(试样如有较大误差则舍去,则取剩下试件的强度进行计算),如表2所示。各改性材料掺量与泥浆抗剪强度关系曲线如图1所示。

表2 改性泥浆实测强度结果Table 2 Measured strength results of modified mud

由表2可知,未改性泥浆组抗剪强度为0.451 kPa,抗压强度为3.47 MPa,抗折强度为1.32 MPa,加入各材料的改性泥浆组的抗剪强度、抗压强度和抗折强度都有不同程度的提升,本试验研究改性泥浆在提高砌体抗剪能力方面的显著性,故着重分析各因素掺量水平下抗剪强度提升效果。由图1可知,各因素对抗剪强度影响规律及合理掺量区间分析如下:

1)当糯米胶掺量在4%~10%时,抗剪强度先不断上升达到峰值后下降,在峰值两侧的同一抗剪强度值对应两个不同掺量,需进一步分析;
当掺量在10%~13%时,抗剪强度虽有所提升,但由于增长速度过于缓慢且考虑到后续农作物种植用的土壤结构不宜过于紧密,故此区间舍去,初步确定糯米胶合理掺量区间为4%~10%。

2)当丙烯酸乳液掺量在0.1%~0.7%时,抗剪强度先不断下降达到谷值后再上升,在此区间两端处的同一抗剪强度值对应两个不同掺量,需进一步分析;
当掺量在0.7%~1.0%时,抗剪强度逐渐下降,所以此区间舍去,初步确定丙烯酸乳液合理掺量区间为0.1%~0.7%。

3)当速溶胶粉掺量在0.8%~1.4%时,抗剪强度先不断上升达到峰值后不断下降,在峰值附近的同一抗剪强度值对应两个不同掺量,需进一步分析;
当掺量在1.4%~1.7%时,抗剪强度呈不断下降的趋势,所以此区间舍去,初步确定速溶胶粉合理掺量区间为0.8%~1.4%。

4)当纤维素掺量在0.5%~1.0%时,抗剪强度提升速度较快但没有达到峰值,不在最优掺量考虑范围内,所以此区间舍去;
当掺量在1.0%~1.5%时,抗剪强度提升速度相较之前有所减缓,掺量为1.5%时,抗剪强度达到峰值;
当掺量在1.5%~2.0%时,抗剪强度呈不断下降的趋势且考虑此材料经济性,无需过多的掺加,所以此区间舍去,初步确定纤维素合理掺量区间为1.0%~1.5%。

由单因素试验分析初步得出各因素合理区间,为后续正交试验缩小了掺量水平取值范围。

图1 各改性材料掺量与泥浆抗剪强度关系曲线Fig.1 Relationship curves of each modified material dosage and mud shear strength

1.2.2 正交试验

基于单因素试验得到糯米胶掺量、丙烯酸乳液掺量、速溶胶粉掺量、纤维素掺量对改性泥浆抗剪强度的影响规律,为得到强度满足砌筑要求的合理配比,采取4因素3水平L9(34)的正交试验方案。参照单因素试验结果,尽可能地减少改性材料掺量,故选取糯米胶掺量(A)4%、7%、10%三种水平,丙烯酸乳液掺量(B)0.2%、0.4%、0.6%三种水平,速溶胶粉掺量(C)0.8%、1.0%、1.2%三种水平,纤维素掺量(D)1.00%、1.25%、1.50%三种水平,设计了正交试验方案,如表3所示。抗压、抗折、抗剪试验方法与单因素试验的相关方法一致。

表3 正交试验方案Table 3 Orthogonal test scheme

对试验数据分析并整理得正交试验结果,如表4所示。本节将分别对正交试验结果进行极差分析、方差分析,以及对各因素指标进行综合分析,最终确定改性材料的最优掺量。

表4 正交试验结果Table 4 Orthogonal test results

极差分析可反映各因素对改性泥浆抗剪、抗压、抗折强度在不同水平上影响程度的大小。若极差值越大则代表该因素对研究的性能指标影响较大,反之则影响较小。通过此分析可以确定糯米胶掺量(A)、丙烯酸乳液掺量(B)、速溶胶粉掺量(C)、纤维素掺量(D)对性能指标影响主次顺序,极差分析结果如表5所示。从表5可以得出:①对于抗剪强度指标,各因素影响顺序为纤维素掺量、糯米胶掺量、丙烯酸乳液掺量、速溶胶粉掺量;②对于抗压强度指标,各因素影响顺序为糯米胶掺量、纤维素掺量、速溶胶粉掺量、丙烯酸乳液掺量;③对于抗折强度指标,各因素影响顺序为纤维素掺量、糯米胶掺量、丙烯酸乳液掺量、速溶胶粉掺量。

表5 极差分析结果Table 5 Range analysis results

极差分析虽简便、直观,但不能区分试验结果的差异是由各因素的水平变化导致,还是由试验的随机波动而导致,故利用方差分析能有效区分二者差别,方差分析结果如表6所示。从表6中可以得出:①对于抗剪强度指标,纤维素掺量对改性泥浆影响显著,糯米胶掺量次之,丙烯酸乳液与速溶胶粉掺量影响较小;
②对于抗压强度指标,糯米胶掺量对改性泥浆影响显著,纤维素掺量次之,丙烯酸乳液与速溶胶粉掺量影响较小;
③对于抗折强度指标,纤维素掺量对改性泥浆影响显著,糯米胶掺量次之,丙烯酸乳液与速溶胶粉掺量影响较小。

表6 方差分析结果Table 6 Variance analysis results

通过极差、方差分析已经得知各因素对改性泥浆性能的影响大小,但误差自由度小(仅为2),会使检验灵敏度偏低,所以在确定配比时应进行各因素指标分析,因本试验研究改性泥浆在提高砌体抗剪强度方面的提升效果,故着重于抗剪强度因素指标分析。

四种因素与改性泥浆试块抗剪强度关系曲线如图2所示。由图2可以看出:当糯米胶掺量在4%~7%时,抗剪强度逐渐上升,这是因为糯米胶与泥浆中土体矿物颗粒黏接在一起,填充较大的孔隙,使结构变得紧密[18],当掺量为7%时,最大抗剪强度为0.676 kPa,当掺量在7%~10%时,糯米胶的掺量较高,胶中过多的水分使结构从紧密变得松散,导致抗剪强度下降,故确定糯米胶的最优掺量为7%;
当丙烯酸乳液掺量在0.2%~0.4%时,抗剪强度略有下降,这是因为掺入的乳液存在一定的引气作用,致使泥浆内孔洞增加,孔洞处易出现应力集中现象,形成结构微裂缝[19],降低了抗剪强度,当掺量为0.4%~0.6%时抗剪强度有所提升,是因为随着乳液掺量增加,形成的聚合物膜结构变得致密,使泥浆内微缺陷得到修复,考虑此材料的经济性,故确定丙烯酸乳液的最优掺量为0.2%;
当速溶胶粉掺量在0.8%~1.0%时,抗剪强度呈上升趋势,这是因为胶粉填充了泥浆中的孔隙,并对土颗粒有较好的包裹黏结作用[20],当掺量为1.0%时,最大抗剪强度为0.658 kPa,此后抗剪强度逐渐下降,可能是因为泥浆中的水分逐渐减少形成失水空腔,削弱了黏结作用,故确定速溶胶粉的最优掺量为1.0%;
当纤维素掺量在1.00%~1.25%时,抗剪强度上升明显,这是因为纤维素为链状大分子,起到了类似纤维的作用,增强了泥浆黏聚力[21],当掺量在1.25%~1.50%时,抗剪强度增幅不明显,这是因为纤维素增强黏结的能力有限,无法大幅度提高泥浆抗剪能力,考虑纤维素的价格,故确定纤维素的最优掺量为1.25%。

图2 各因素与改性泥浆试块抗剪强度关系曲线Fig.2 Relationship curves of each factor and modified mud test block shear strength

四种因素与改性泥浆试块抗压强度关系曲线如图3所示。由图3可以看出:当糯米胶掺量在4%~10%时,抗压强度先上升达到峰值后再下降,峰值对应的掺量为7%;
当丙烯酸乳液掺量在0.2%~0.6%时,抗压强度先下降再缓慢提升,掺量为0.2%时,抗压强度值最大;
当速溶胶粉掺量在0.8%~1.2%时,抗压强度先上升达到峰值后再下降,峰值对应的掺量为1.0%;
当纤维素掺量在1.00%~1.50%时,抗压强度逐渐下降,在掺量为1.25%时,下降速度有所减小。

图3 各因素与改性泥浆试块抗压强度关系曲线Fig.3 Relationship curves of each factor and modified mud test block compressive strength

四种因素与改性泥浆试块抗折强度关系曲线如图4所示。由图4可以看出:当糯米胶掺量在4%~10%时,抗折强度上升到峰值后再逐渐下降,峰值对应的掺量为7%;
当丙烯酸乳液掺量在0.2%~0.6%时,抗折强度逐渐下降,最大抗折强度对应的掺量为0.2%;
当速溶胶粉掺量在0.8%~1.2%时,抗折强度呈先上升达到峰值后再逐渐下降的趋势,峰值对应的掺量为1.0%;
当纤维素掺量在1.00%~1.50%时,抗折强度逐渐下降,但在掺量为1.25%时,下降速度有所减缓。

图4 各因素与改性泥浆试块抗折强度关系曲线Fig.4 Relationship curves of each factor and modified mud test block flexural strength

在各强度因素指标分析中,应将抗剪强度作为主要控制指标,在选取各材料的最优掺量时将抗剪强度指标分析结果作为主要选取依据。对正交试验结果进行极差、方差、因素指标的分析,得到各材料不同掺量水平下改性泥浆力学性能的变化规律及合理掺量,最终确定改性泥浆材料的最佳配比:糯米胶掺量7%,丙烯酸乳液掺量0.2%,速溶胶粉掺量1.0%,纤维素掺量1.25%。经过改性,泥浆的抗剪强度、抗压强度和抗折强度分别为0.679 kPa、4.62 MPa和1.63 MPa,分别提升了50.55%、33.14%和23.48%。

1.3 改性泥浆生土砌体抗剪性能

采用改性砌体砌筑泥浆最优配比,参照《砌体基本力学性能试验方法标准》(GB/T 50129—2011)[22]分别砌筑改性生土砖砌体、非改性生土砖砌体,对比分析改性前后砌体的抗剪强度,验证改性泥浆配方对砌体抗剪强度的提升效果。

1.3.1 试件制备

分别制备改性、非改性泥浆生土砌体试件,每个生土砌体试件由9块生土砌块砌筑而成,每组9个,共2组。砌筑过程中应保证砖块之间泥浆灰缝饱满,厚度在12 mm左右。

1.3.2 试验方法

分别对改性、非改性砌体试件进行抗剪试验,采用30 t万能压力试验机,加载初期先使千斤顶的力传感器缓慢接触到上部垫板,正式加载速度为1.5 mm/min,以试件有一个受剪面破坏作为试验结束的条件,并记录破坏荷载值。

1.3.3 试验结果及分析

试件裂缝的破坏主要沿着泥浆与砌块的竖向黏结面展开,根据试验中观察到的砌体试件裂缝状况,可将此次试验分为三个阶段:裂缝形成阶段,首先观察到裂缝在试件顶部的灰缝处形成,随着加载过程进行,裂缝明显加宽,由于泥浆与土砖之间的粗糙度有差异,故试件在抗剪试验中沿着泥浆两侧的黏结面会产生裂缝,破坏情况如图5(a)所示;
裂缝贯通阶段,随着竖向荷载的增加,试件最终沿黏结面形成竖向贯通裂缝,此时砖块还未脱落,破坏情况如图5(b)所示;
试件破坏阶段,加载到最大荷载时,砖块开始脱落,砌体最终破坏时生土砖块表面光滑且无缺损,泥浆与生土砌块黏结并一起成块状脱落,试件侧面破坏情况如图5(c)所示。

图5 砌体抗剪破坏特征Fig.5 Characteristics of masonry shear failure

记录改性与非改性砌体抗剪试验的破坏荷载值,并根据《砌体基本力学性能试验方法标准》(GB/T 50129—2011)[22]中单个试件沿通缝截面抗剪强度计算公式(见式(1))求得各个砌体沿通缝处的抗剪强度,如表7所示。

fv=Nv/2A

(1)

式中:fv为沿通缝截面的抗剪强度,N/mm2;
Nv为抗剪破坏荷载值,N;
A为试件受剪面的面积,mm2。

表7 砌体沿通缝处的抗剪强度Table 7 Shear strength of masonry along through seam

根据表7中改性、非改性试件抗剪强度值以及图5中生土砖砌体抗剪破坏特征可知:1)非改性生土砖砌体的抗剪强度为0.027 9 MPa,改性生土砖砌体的抗剪强度为0.037 6 MPa,采用本研究提出的改性泥浆配比方案使生土砖砌体结构的抗剪能力提升了34.77%;
2)在此抗剪试验研究中,试件的破坏特征是沿着泥浆与砌块的黏结面发生双剪破坏,黏结面为砌体受剪过程中的薄弱位置,破坏时泥浆层与生土砌块分离脱落且砌块保持完整状态。

归田性是指生土建筑因使用寿命到期而拆除后产生的生土材料仍可以覆土回归农田用于种植,不会造成土壤污染。因此,为验证改性土壤是否具有归田性,本文将改性生土和原状生土从农作物种植试验和土壤检测分析两个方面进行对比研究。

2.1 农作物种植试验分析

采用盆栽方法,选用发芽率高、成活率大的青菜种子,共设计5组工况,每组3盆,改性土质量分数分别为0%、25%、50%、75%和100%。每天观察种子发芽情况,在发芽后记录种子出芽率及其苗高。因青菜在10 d后出芽率和苗高不再改变,故只统计第4天、第7天的生长状况。

添加不同比例改性土时青菜4、7 d的出芽情况分别如图6和图7所示,对青菜种子4、7 d的发芽率和苗高进行数据整理,如表8所示。

图6 添加不同比例改性土时青菜4 d的生长状况Fig.6 Growth status of green vegetables at 4 d under different content of modified soil

根据图6、图7中青菜生长状况以及表8中的青菜发芽率和平均苗高数据分析可知:当改性土所占比例为25%时,青菜4、7 d的发芽率及平均苗高最优,其原因是此时土壤中的氮、磷、钾含量比未添加改性土的土壤多;
当改性土所占比例逐渐增大时,发芽率及苗高略有降低,其原因是改性土比例越大,糯米胶掺量也就越多,胶体使土壤颗粒间空隙变小,加上糯米胶自身的物理性质,使土壤抗压强度增大,密实的土壤环境不利于青菜种子的发芽及生长;
在第7天时青菜的生长状况已基本不变,改性土所占比例为0%时的发芽率和平均苗高分别为52.5%和5.1 cm,而所占比例为100%时的发芽率和平均苗高分别为50.5%和4.9 cm。总体而言,改性土与非改性土对发芽率、平均苗高的影响差别不大,改性后的土壤仍能使农作物正常生长。

图7 添加不同比例改性土时青菜7 d的生长状况Fig.7 Growth status of green vegetables at 7 d under different content of modified soil

表8 青菜4和7 d的发芽率和平均苗高Table 8 Germination rate and average seedling height of green vegetables at 4 and 7 d

2.2 土壤检测分析

对上述改性土进行养分控制指标及重金属控制指标检测,并依据《绿化种植土壤》(CJ/T 340—2016)[23]中的相关控制指标来判断改性土是否能够归田使用,检测内容及结果如表9所示。

表9 土壤养分及重金属控制指标检测内容及结果Table 9 Test content and results of soil nutrient and heavy metal control indexes

根据表9土壤养分及重金属控制指标检测结果分析可知,生土料选用的是石河子市郊区的黄黏土,土中氮的含量偏低,经过改性后氮的含量有所提升。改性后其余各项养分控制指标均符合标准要求,可以满足绿化种植土壤肥力等技术要求。根据土壤重金属控制指标检测结果来看,改性土壤中的汞、镉、铅含量均远远小于标准要求,不会对土壤环境造成污染,改性生土材料服役结束后仍可以归田使用。

本文在不破坏土壤归田性的前提下,提出生土砌体砌筑泥浆生态改性配方,通过单因素试验和正交试验得到了改性泥浆的最优配比,并通过土壤种植试验和成分分析,验证了改性泥浆具有归田性特点,砌体抗剪试验研究表明采用改性泥浆可有效提升生土砌体抗剪性能。具体结论如下:

1)由单因素试验可得各改性材料合理掺量区间:糯米胶4%~10%,丙烯酸乳液0.1%~0.7%,速溶胶粉0.8%~1.4%,纤维素1.0%~1.5%;
由正交试验各因素指标综合分析可得改性泥浆最优配比:糯米胶掺量7%,丙烯酸乳液掺量0.2%,速溶胶粉掺量1.0%,纤维素掺量1.25%。改性前泥浆的抗剪强度、抗压强度和抗折强度分别为0.451 kPa、3.47 MPa和1.32 MPa;
经过改性,泥浆的抗剪强度、抗压强度和抗折强度分别为0.679 kPa、4.62 MPa和1.63 MPa,分别提升了50.55%、33.14%和23.48%,故泥浆改性后的抗剪强度等力学性能有明显的提升。

2)根据改性生土砌体与非改性生土砌体沿通缝截面的抗剪试验,发现其破坏特征可分为三个阶段:裂缝形成阶段、裂缝贯通阶段和试件破坏阶段,采用最优配比的改性泥浆方案使生土砌体抗剪强度从0.027 9 MPa增至0.037 6 MPa,提升了34.77%。

3)通过农作物种植试验及对土壤检测分析可得,采用7%糯米胶、0.2%丙烯酸乳液、1.0%速溶胶粉和1.25%纤维素的改性配方改性后的土壤能使农作物正常生长且各项养分控制指标含量与未改性土壤的控制指标含量相近,能满足绿化种植土壤肥力的技术要求,服役期结束后的改性生土材料仍可以归田使用。

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