煤基固废改良季冻区黄土路基填料的冻融特性试验研究
一、引言
随着我国基础设施建设的不断推进，季冻区的公路、铁路等工程建设需求愈发旺盛。季冻区黄土因其特有的地质特性，对于路基的稳定性、耐久性提出了较高的要求。而煤基固废作为一种环保、经济的资源，其改良季冻区黄土路基填料的可行性及效果研究具有重要意义。本文以煤基固废改良季冻区黄土路基填料为研究对象，通过室内试验，研究其冻融特性，以期为实际工程应用提供理论支持。
二、研究目的及意义
本文旨在通过试验研究煤基固废改良季冻区黄土路基填料的冻融特性，分析煤基固废对黄土的改良效果，为季冻区路基工程提供一种经济、环保的填料选择。同时，通过本研究的开展，有助于深入了解煤基固废在土体中的物理、化学作用机制，为固废资源化利用提供新的思路和方法。
三、试验材料与方法
1.试验材料
本试验所使用的煤基固废为某煤矿排放的煤矸石，季冻区黄土取自某公路建设工地。
2.试验方法
（1）制备不同配比的煤基固废与黄土混合试样；
（2）进行冻融循环试验，记录试样在冻融过程中的质量变化、体积变化等数据；
（3）对试验数据进行整理、分析，得出结论。
四、试验结果与分析
1.冻融循环对试样的影响
通过冻融循环试验，发现随着冻融循环次数的增加，试样的质量损失和体积变化均呈现增大趋势。其中，煤基固废的加入能够有效减小试样的质量损失和体积变化。
2.煤基固废对试样冻融特性的改良效果
（1）煤基固废能够显著提高试样的抗冻性。随着煤基固废掺量的增加，试样的抗冻性能逐渐增强。
（2）煤基固废的加入能够改善试样的力学性能。经过一定次数的冻融循环后，掺入煤基固废的试样仍能保持良好的力学性能。
（3）煤基固废对黄土的改良效果与掺量有关。在一定掺量范围内，随着掺量的增加，改良效果逐渐增强；但当掺量超过一定值时，改良效果趋于稳定。
五、结论与展望
本文通过室内试验研究了煤基固废改良季冻区黄土路基填料的冻融特性。得出以下结论：
1.煤基固废的加入能够有效提高季冻区黄土的抗冻性和力学性能；
2.煤基固废的掺量对改良效果具有显著影响，在一定掺量范围内，随着掺量的增加，改良效果逐渐增强；
3.煤基固废改良季冻区黄土路基填料具有较好的工程应用前景，为季冻区路基工程提供了一种经济、环保的填料选择。
展望未来，建议进一步研究煤基固废在土体中的物理、化学作用机制，优化掺量配比，提高改良效果。同时，可开展长期现场试验，验证煤基固废改良季冻区黄土路基填料的长期稳定性和耐久性。
四、实验设计与方法
为了更深入地研究煤基固废对季冻区黄土路基填料冻融特性的改良效果，本节将详细介绍实验设计与方法。
4.1实验材料
实验材料主要包括季冻区黄土、煤基固废以及水。其中，季冻区黄土取自特定地区，煤基固废取自附近的煤炭产业区。实验所用的水为去离子水，以避免杂质对实验结果的影响。
4.2试样制备
试样的制备过程如下：
（1）将季冻区黄土进行破碎、筛分，得到均匀的土粒；
（2）按照不同的掺量比例，将煤基固废与黄土混合，搅拌均匀；
（3）在标准条件下，对混合土样进行固化，使其达到一定的强度；
（4）将固化后的试样切割成标准尺寸，以便进行冻融循环实验。
4.3冻融循环实验
冻融循环实验是本研究的重点。实验过程中，将试样置于特定的冷冻与融化设备中，进行一定次数的冻融循环。每次冻融循环包括冷冻和融化两个阶段，冷冻阶段将试样降温至-15℃，保持一定时间；融化阶段将试样升温至5℃，同样保持一定时间。通过观察和记录试样在冻融循环过程中的质量损失、体积变化以及力学性能变化，来评估煤基固废的改良效果。
4.4性能测试
性能测试主要包括以下几个方面：
（1）质量损失测试：在每次冻融循环后，对试样的质量进行称量，计算质量损失率；
（2）体积变化测试：通过量测试样的尺寸变化，计算体积变化率；
（3）力学性能测试：采用压力机对试样进行抗压强度测试，以评估试样的力学性能；
（4）微观结构观察：通过扫描电镜等手段，观察试样的微观结构变化。
五、实验结果与分析
5.1抗冻性分析
实验结果显示，随着煤基固废掺量的增加，试样的抗冻性逐渐增强。掺入煤基固废的试样在经历一定次数的冻融循环后，质量损失和体积变化均明显小于未掺加的试样。这表明煤基固废能够显著提高季冻区黄土的抗冻性。
5.2力学性能分析
经过一定次数的冻融循环后，掺入煤基固废的试样仍能保持良好的力学性能。与未掺加的试样相比，掺入煤基固废的试样具有更高的抗压强度。这表明煤基固废的加入能够改善试样的力学性能。
5.3改良效果与掺量关系分析
实验结果表明，煤基固废对季冻区黄土的改良效果与掺量有关。在一定掺量范围内，随着掺量的增加，改良效果逐渐增强；但当掺量超过一定值时，改良效果趋于稳定。这表明存在一个最佳的掺量范围，使得煤基固废对季冻区黄土的