Influence of Temperature Change on Strength Characteristics of Polymer‑reinforced Sand

Cheng PAN; Changqing QI; Jin LIU; Yong WANG; Fanxuan KONG; Xiao SHI

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.201901032

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Influence of Temperature Change on Strength Characteristics of Polymer‑reinforced Sand

更新时间：2025-09-25

- Influence of Temperature Change on Strength Characteristics of Polymer‑reinforced Sand
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 41, Issue 3, Pages: 643-649(2021)
- 作者机构：
  
  1.河海大学地球科学与工程学院，江苏南京 211100
  2.浙江省交通规划设计研究院有限公司，浙江杭州 310000
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.201901032
  CLC： P642.5
- Received：17 January 2019，
  
  Revised：2019-03-06，
  
  Published：16 June 2021
- 稿件说明：
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潘成,祁长青,刘瑾等.不同温度条件下高分子固化剂改良砂土的强度特性[J].防灾减灾工程学报,2021,41(03):643-649.

PAN Cheng,QI Changqing,LIU Jin,et al.Influence of Temperature Change on Strength Characteristics of Polymer‑reinforced Sand[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2021,41(03):643-649.
潘成,祁长青,刘瑾等.不同温度条件下高分子固化剂改良砂土的强度特性[J].防灾减灾工程学报,2021,41(03):643-649. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201901032.

PAN Cheng,QI Changqing,LIU Jin,et al.Influence of Temperature Change on Strength Characteristics of Polymer‑reinforced Sand[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2021,41(03):643-649. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201901032.

摘要

近年来城市热岛效应越加明显，温度变化对土体性质的影响程度备受关注。通过一系列无侧限抗压强度试验，对高分子固化剂改良砂土在不同温度条件下的抗压强度特性进行了研究，并结合微观扫描电镜对改良砂土的微观结构和改良机理进行了研究。结果表明：在相同温度条件下，高分子固化剂改良砂土的强度和弹性模量随高分子固化剂含量的增加而增大；随着温度的升高，高分子固化剂改良砂土的强度和弹性模量一直保持增强趋势，且当温度达到35℃后，加入3%和4%含量的高分子固化剂改良砂土的强度增幅变缓；高分子固化剂溶液均匀分散在砂土中，随着水分挥发，在砂粒之间形成了空间网状固化膜，使得分散的土体连接成为一体，从而提高砂土强度；且随着温度的增加，形成的固化膜强度增强，使得改良砂土强度进一步增加。高分子固化剂在高温条件下对砂土依然具有较好的加固效果，可为高温地区防风固沙加固提供新途径。

Abstract

As global warming continues， extreme climate brings new challenges to the prevention and control of geological disasters. Moreover， the sand has no cohesive force and loose structure， leading to a series of engineering geological problems. In the present study， the unconfined compressive strength of polymer-reinforced sand under different temperature conditions was determined， and the microstructure of the reinforced sand was studied by scanning electron microscope （SEM）. The results show that the strength and elastic modulus of reinforced sand increased with the content of polymer curing agent at the same temperature. With the increase of temperature， the strength and elastic modulus of reinforced sand remained an increasing trend， but gradually level off beyond 35 ℃， especially for the sand reinforced by 3% and 4% contents of polymer curing agent. Polymer curing agent solutions evenly dispersed inside the soil matrix， and network membranes formed between sand particles as the moisture evaporated during the curing period， connecting the distant sand particles as a whole； thus， the mechanical behavior of reinforced sand can be greatly improved. In addition， with the increase of temperature， the strength of reinforced sand was further improved due to the enhancement of inter-particle binding via the contraction of membranes. Good reinforcement effect of polymer curing agent on the sand was observed even at high temperature. The results from this study can provide some beneficial knowledge for soil improvement by using polymers in the actual applications，it can offer a new way for wind-proof and sand-fixing reinforcement in high-temperature areas.

关键词

Keywords

references

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