重庆农村地区生土建筑墙体材料改性试验研究
生土墙体材料研究现状及发展方向
知 名 的 富 裕 国 家 ． 有 大 量 的 建 筑 使 用 生 土 墙 体 材 料 传 统 的 仍
混 凝 土材 料 和石 灰 类 材 料 完 成 寿命 周 期 后 ．成 为 建 筑 垃 圾 ． 而 生 土 建筑 材 料 可 以无 限 循 环 使 用 ． 环 境 共 存 的特 征 优 于 水 泥 与 混凝 土类 材料 国外 应 用 了混 凝 土 预 制 结 构 和 基 础 结 构 ． 泥 水 板 和土 地 板 、 定 土 填 充墙 、 顶 该 工 程 的 环境 影 响评 价 结 论 稳 钢 是环 境 敏 感 性 能很 好 、 用 生 态 影 响 小 的 材 料 很 好 用 可 更 使 使
１ 生 土墙 体 材 料 研 究现 状
研 究 是 由 于 夯 土 材 料 分 布 广 泛 、 成 复 杂 ， 能 保 持 固定 不 但 组 不
变 的 性 能 ． 用 性 随 国家 地 区 土 质 不 同 而 变 化 ， 其 是 夯 土 材 适 尤 料 对 夯 土 建 筑 稳 定 性 的影 响 ． 期 以来 一 直 作 为 生 土 建 筑 领 域 长
生 土 建 筑 包括 夯 土 建筑 、 坯 建 筑 、 土 建 筑 等 多 种 形 式 ， 土 掩 其 中 ．夯 土 建 筑 是 我 国 古代 建筑 技 术 史 上 的 重 要 成 就 之一 ， 源 远 流 长 ． 用 广 泛 。夯 土 建 筑 除 了取 材 方 便 、 济 实 用 之 外 ， 使 经 有
是 影响 生 土建 筑物使 用 寿命 的． ￣ Ｎ素 ． 高生 土墙体 材 料性 能 的有 力措 施是 改善 生 土墙 体材 料 的 力 ￥ － － － 提
学性 能 和物理 性 能。
关键 词 ： 土 ： 土墙 体材 料 生 生
中 图 分 类 号 ： Ｕ ２ ． 文献 标 识 码 ： Ｔ ５ ２０ Ａ 文章 编 号 ： ０ １ ６ ４ ２ １ ） １ ０ ０ － ２ １ ０ － ９ ５（ ０ ０ ０ — ０ ３ ０
传统生土民居建筑浅析
发 展 ， 民建 已经 形成 了较 为成熟 的施 工工 艺 ， 工方 便 。而 且 在 施
关 键 词 ： 统 生 土 民居 ， 传 营造 工 艺 ， 害 特 征 震
Байду номын сангаас
中图分类号 ：Ｕ ４ ． Ｔ ２ １５
文献标识码 ： Ａ
１ 概述
２ 下沉式窑洞。在 黄土高 原的地下开挖 出窑洞 院落 （ 般往下开 ） 一
０ｍ）依 ） 生土建筑是一种古老且现在仍然被 广泛采用 的建筑类 型 ， 它 挖 ７ｍ一１ ， 靠开挖的斜坡和地面联系 。３ 半敞式 窑洞 。在 采 广 泛存 在于世界各个大洲 。目前 ， 世界上 大约有 １３的人 口仍然 平川地带或半丘陵地 区， 用平 房和 窑洞组 合 的方式建 造 院落 。 ／ 这样 既有 平 房通风 又有窑 洞保 温的优 点 。 居住在生土建筑 里面 … 。生 土 民居 由于具有经 济 、 就地取 材 、 施 即窑洞前面加盖平 房 ， 夯 工简单 、 修容 易以及保温性能好等特点 ， 我国广大农 村地 区 ， 生土房屋按照施 工工艺 又可分 为土坯 房屋 、 土房屋 以及 土楼 。 维 在 使 几 民居仍较广泛 的存 在并 发挥 着其 重要作 用。 由于民居 材料力 学 由于其使用材料 的普遍 性 ， 其分 布较 窑洞更加 广泛 ， 乎在 全
传 统 生 土 民 居 建 筑 浅 析
王 纪元 陈 昌材
摘 要： 以传 统生土民居为研 究对 象， 民居 的特 点、 从 结构形式 以及震 害特征 方面对其进行 了分析 总结 ， 最后 ， 对民居 针 抗震性能较差的特 点， 在营造工艺方面提 出了改进建议 ， 对提 高建 筑的抗震性能有一定现 实意 义。
传统村落生土建筑保护与修建技术导则
传统村落生土建筑保护与修建技术导则传统村落是中国丰富的文化遗产，具有独特的历史、文化和建筑风貌。
为了保护和修建传统村落的土建筑，需要遵循一定的技术导则。
本文将从传统村落生土建筑的保护与修建技术、材料选择、施工方法等方面进行详细介绍。
一、传统村落生土建筑保护与修建技术导则1. 保护与修复原则1.1 尊重历史：尊重和保留传统村落的历史风貌，不随意改变原有布局和结构。
1.2 维持原貌：在修复过程中，尽量保持原有建筑的外观和特点，还原其历史风貌。
1.3 杜绝破坏性改造：不进行大规模拆除或改变原有结构，尽量采用可逆性措施进行修复。
1.4 充分利用现有资源：在修复过程中，充分利用当地现有的材料和技术，减少对外来资源的依赖。
2. 材料选择2.1 建筑主体结构：优先选择当地传统建筑所使用的材料，如土、石、木等。
2.2 墙体材料：采用当地常见的材料，如黄土、砖块、石块等，保持与周边建筑的一致性。
2.3 屋面材料：选择符合传统风格的屋面材料，如青瓦、木质结构等。
2.4 装饰材料：尽量使用当地特色的装饰材料，如彩绘瓷砖、雕刻木雕等。
3. 施工方法3.1 传统工艺技术：尽量采用传统工艺技术进行施工，如土法砌墙、榫卯结构等。
3.2 手工施工：注重手工施工的精细度和细节处理，保持传统建筑的原汁原味。
3.3 现代技术结合：在保护与修建过程中，可以适当引入现代技术和设备，提高施工效率和质量。
4. 防火防震措施4.1 防火措施：选择防火性能好的建筑材料，并采取防火隔离带、防火涂料等措施。
4.2 防震措施：在修复过程中，加固建筑结构，采用抗震设计，提高建筑的抗震能力。
5. 环境保护5.1 节能环保：在材料选择和施工过程中，注重节能环保原则，减少对环境的负面影响。
5.2 水土保持：采取合理的排水系统和水土保持措施，避免水土流失和地基沉降。
6. 文化传承6.1 整体规划：在修复过程中，注重整体规划和布局，保持传统村落的完整性和连续性。
生土建筑研究综述
生土建筑研究综述作者：李海铭来源：《速读·上旬》2020年第08期◆摘 ;要：生土建筑作为具有悠久的历史，在中式可持续发展的今天，生土建筑作为具有全生命周期的建筑，其源于土又归于土的环保性能让这一古老的建筑形式又重新焕发了活力。
本文对生土建筑的历史、生土建筑的材料改性、生土建筑的抗震及力学性能、生土建筑的热湿性能的研究成果及试验分析方法进行综述，介绍现有生土建筑相关法规，为我国生土建筑的研究提供参考。
一、国内生土建筑的历史在我国广袤的土地上，不用地域生土建筑形成了不同建筑形态，陕北地区的窑等洞、福建地区的土楼、青海的庄窠等。
在有据可依的古遗址里，最早的可以上溯到半坡时期的遗址里面有着大量的夯土遗存。
我国至今仍留存大量的夯土民居和城墙遗址。
长城、河西走廊生土民居瑞安堡和福建客家土楼都采用了生土材料与夯土技术。
生土夯就的世界文化遗产——福建土楼，闽西南地区利用未经加工的生土，夯筑承重墙壁所构筑的聚落和防卫合一的家族聚居建筑。
再比如利用大量土坯建造的高昌古城，就地取材料营造的交河古城，以及举世闻名的长城——在整个西部地区，包括嘉峪关在内的许多长城，里面的芯都是采用夯土建造。
不止于传统概念上有着窑洞的黄土高原或者有着土楼传统的福建，还有西南地区的蘑菇房、土掌房，青藏高原上的碉楼，以及新疆的喀什古城等等。
二、国内生土建筑的研究现状（一）国内生土建筑的研究1.国内生土建筑研究现状近年来，生土材料引起了学术界和公众的广泛关注。
以刘加平院士为主导的西安建筑科技大学建筑技术科学研究所，主要研究生土建筑物理环境，近年来发表《西部生土民居建筑的再生设计研究——以云南永仁彝族扶贫搬迁示范房为例》、《秦岭山地夯土墙传统民居再生》、《秦岭山地生土民居气候适应性再生研究》、《黄土高原新型窑居建筑》等多篇科研论文，填补了大量生土建筑物理环境研究方面的空白。
国内对夯土的实践也越来越多，如张永和的长城脚下的公社、王澍的水岸山居等，任卫中的安吉生态民居、吴恩融的毛寺村生态小学和马鞍桥灾后重建的村民活动中心、穆钧的马岔村村民活动中心等结合生土的地域性和生态性，以及农村发展对生活舒适性需求的提高，在传统生土建筑改良与优化基础上推广现代夯土建造技术。
竹编夹泥墙节能优化研究——以重庆市大足区某起居室为例
随着城市化进程的加快，传统建筑行业低工业化、过度依靠人力、高污染、高能耗的模式，将不再适合未来的建筑营造发展。
深入研究低技术与传统材料，有助于绿色可持续与“双碳”目标的实现。
项目选取川渝地区广泛存在的竹编夹泥墙为研究对象，主要通过空气层与保温层的添加，优化墙体的节能效果。
现有资料多集中于竹编夹泥墙的传统做法[1]、材料配比[2]、热工性能优化[3]，以及热舒适性能分析[4]，而本研究则通过PKPM-Energy 建筑能耗分析软件，对比研究包括优化墙体在内的五组样本，以期达到节能优化效果。
1实验准备1.1实验背景在环境污染愈发严重、自然资源日渐稀缺的今天，中央及地方政府逐步出台并完善了可持续发展与乡村振兴的重要战略，公众自然地将目光聚焦于传统建筑。
他们多采用经典的土、木、竹、石等传统材料，以砌筑、夯筑、编织等传统工艺营造，兼顾了传统文化与生态文明。
研究选取以草、竹、泥为主要材料的竹编夹泥墙作为研究对象，从构造角度优化其节能效果。
1.2软件介绍PKPM 绿建节能系列软件，是多个建筑分析软件的集合。
它以AutoCAD 平台为基础，通过导入建筑模型或在平台内建立模型，并设置模型不同部位（主要是围护结构）的材料构造参数以及建筑设备（空调、灯光等）参数等，摘要 在美丽乡村与可持续发展背景下，传统材料的生态价值日益突出。
在传统低技的营造策略下，对墙体进行节能优化，将有助于“双碳”目标的实现。
研究以竹编夹泥墙为例，通过生土改性与构造优化，提高墙体节能效果。
项目基于PKPM-Energy 建筑能耗分析软件，将参数设置为重庆市大足区某带有空调采暖的起居室，对包括两种改性墙体在内的五个墙体样本进行能耗模拟。
发现带有空气层与外保温层的改进墙体节能效果最佳，相较于节能烧结空心砖每年可节能382.15 kW·h。
关键词 竹编夹泥墙；节能优化；构造优化；传统材料中图分类号 TU201.5文献标识码 ADOI 10.19892/ki.csjz.2023.24.47Abstract In the context of “beautiful countryside” and “sustainable development”, the ecological value of traditional materials has become increasingly prominent. Under the traditional low-tech construction strategy, the energy-saving optimization of the walls will contribute to the realization of the carbon peaking and carbon neutrality goals. The paper takes the bamboo plaiting mudwall as an example, and improves the energy-saving effect of the wall through soil modification and structural optimization. Based on the PKPM-Energy building energy consumption simulation tool, the project sets the parameters as a living room with air conditioning and heating in Dazu District, Chongqing, and simulates the energy consumption of five wall samples including two modified walls. It is found that the improved wall with air layer and external thermal insulation layer has the best energy-saving effect, which can save 382.15kW·h per year compared with energy-saving fired hollow bric ks.Key words bamboo plaiting mudwall; energy-saving optimization; structural optimization; traditional materials作者简介：王隽叶（2000—），女。
国内生土建筑材料改性进展研究
国内生土建筑材料改性进展研究生土建筑材料作为一种传统的建筑材料，具有悠久的应用历史。
然而，由于其本身存在一些不足之处，如抗水性差、耐久性弱等，限制了其进一步应用。
因此，对生土建筑材料进行改性研究，提高其性能和适应性，具有重要意义。
本文将概述国内生土建筑材料改性研究的现状、重点进展及成果与不足，并探讨未来的研究方向。
近年来，国内对于生土建筑材料改性的研究取得了长足进展。
研究方法多样化，包括物理改性、化学改性和生物改性等。
同时，研究成果显示，通过改性处理，生土建筑材料的性能得到了显著提升。
然而，仍存在一些不足之处，如改性成本较高、工艺复杂，以及环境影响等问题。
无机材料改性：国内研究人员在无机材料改性方面进行了大量工作，通过掺加无机添加剂，提高生土建筑材料的耐久性和强度。
例如，通过掺加纳米二氧化硅、纳米碳酸钙等无机纳米材料，改善生土建筑材料的微观结构，提高其力学性能和耐候性。
有机材料改性：有机材料改性方面的研究相对较少，但已取得一定成果。
研究人员通过引入有机高分子材料对生土建筑材料进行改性处理，提高了其防水性能和耐候性。
如利用聚合物浸渍、表面涂层等技术，使生土建筑材料具备更好的防水性和耐腐蚀性。
复合材料改性：复合材料改性方面的研究正处于起步阶段，但已显示出良好的应用前景。
研究人员将多种材料进行复合改性，以克服单一改性的不足。
例如，将无机材料与有机材料复合使用，同时改善生土建筑材料的耐久性和力学性能。
利用生物质材料与生土建筑材料进行复合改性，提高其生物活性，为绿色建筑发展提供了新的可能性。
在生土建筑材料改性方面，国内研究已取得了一定的成果。
通过改性处理，生土建筑材料的性能得到了显著提升，展示了良好的应用前景。
然而，仍存在以下不足：改性成本较高：目前的研究主要集中在实验室阶段，生产成本较高，难以实现大规模应用。
工艺复杂：生土建筑材料改性的工艺复杂，涉及到多种技术和步骤，难以掌握和应用。
环境影响：虽然研究人员已经到环保问题，但在生土建筑材料改性过程中，仍有可能产生一些环境污染物，需要进一步研究和解决。
生土建筑室内热湿环境研究
生土建筑室内热湿环境研究生土建筑室内热湿环境研究简介随着人们对可持续发展和环境保护意识的提高，传统的建筑材料和技术开始受到重视。
生土建筑作为一种具有悠久历史和独特特点的土建筑形式，逐渐成为人们关注的热点。
然而，由于生土建筑存在着一些问题，特别是在室内热湿环境方面，如何提高其舒适性成为需要深入研究的问题。
1.生土建筑的基本特点生土建筑是使用土壤和植物等活体材料搭建的建筑形式，其具有以下特点：(1) 良好的保温性能。
由于土壤具有较高的导热系数，对热量有较好的阻隔效果，因此生土建筑在保温方面较为突出。
(2) 良好的调湿性能。
土壤和植物能够吸收和释放水分，从而调节室内湿度，使人们更舒适。
(3) 独特的设计风格。
生土建筑的设计灵感来源于自然环境，常常追求与环境融为一体的效果，给人以舒适和和谐的感觉。
2.生土建筑室内热湿环境问题分析尽管生土建筑在保温和调湿方面有一定优势，但在现实应用中仍然存在一些问题：(1) 夏季过热问题。
生土建筑在夏季由于土壤传热引起室内温度过高，造成不适。
(2) 冬季保温问题。
生土建筑在冬季夜晚由于土壤的低导热性和无法快速加热，导致室内温度下降。
(3) 湿度调节问题。
生土建筑的湿度调节主要依靠土壤和植物的吸湿和释湿能力，但其效果可能不稳定。
(4) 耐久性问题。
由于生土建筑材料的特殊性，其耐久性较差，需要进行维修和保养。
3.生土建筑室内热湿环境改善方法为了提高生土建筑的室内热湿环境舒适性，可以采取以下方法：(1) 加强保温措施。
通过增加土壤层的厚度、改进墙体细节等方法提高保温能力，减少夏季过热和冬季保温问题。
(2) 提高通风效果。
通过设计合理的窗户和通风口，增加自然通风，有效调节室内温度和湿度。
(3) 改进湿调措施。
可以在土壤中添加湿度调节材料，如竹炭、红砖块等，增强湿度调节能力。
(4) 强化维修和保养工作。
定期检查和维护，及时发现和处理损坏的部位，提高生土建筑的耐久性。
4.生土建筑室内热湿环境实践案例为了验证上述方法的有效性，我们进行了实践研究。
生土建筑墙体改性材料探讨
Ｉ 前 言
生 土建筑 泛指 未经 过焙 烧 ， 仅仅 经过 简单 加工 的原 状土 质材 料建 造 的建筑 。生土 结构 房屋 作 为我 国 传统民居的一种主要形式 ， 以其便于就地取材 、 墙体材料可重复利用且成本低廉的生态优势 ， 至今仍是国 内外备受 关 注且 广 为采 用 的一种 建筑 形式 ， 报 道 世界 上 有 １３的人 Ｖ居 住 在 生 土建 筑 中… 引。 由于 据 ／ Ｉ 生土建筑具有非常优异的原生态风格 ， 休闲度假类 的生土建筑也开始 流行 。法国、 美国、 巴西等国家 ， 自 １８ 年以来采用新型的土坯建造了大量别 墅 。但是 ， ９０ Ｊ 传统 的生土材料由于不耐水、 强度低 、 体积稳 定 性差等 缺点严 重地 限制 了生土 材料 的应 用 。 因此 ， 如何 对生 土材 料 改性 ， 强其强 度 和 耐久 性 ， 增 又不失 其 生态性 ， 从而提 高 生土建 筑使 用 年 限 ， 成为 生 土材 料 研究 必 须 首 先 解 决 的 问题 。国 内外 对 生土材 料 就 的改 性研究 较多 卜＿ 然 而不 同地 区的生 土没有 唯一 的改性 材 料可 套 用 ， 多 的改 性 材料 ， 非适用 于 ｌ 引， 众 并
２ １ 秸秆 ．
我国是农业大国 ， 秸秆资源十分丰富， 稻草、 小麦秸和玉米秸为三大农作物秸秆。据有关部门统计 ， 我国农作物秸秆年产量为 ７亿吨左右， 列世界之首 ， 占全世界秸秆 总量的 ３ ％左右 。但是 ， ０ 在我国， 秸秆 的利用率却很低 ， 占 ５ 仅 ％左右 。农作物收获后 ， 为保证 土地 的再次耕种 ， 大量 的农作物秸秆被烧掉 ， 这 样 即浪 费了大量 的 自然 资源 ， 又对 环境 造成 了污染 。文 献 通 过用 秸 秆 对 生 土 改性 的研 究 结果 表 明 ， 在 生土中加入适量秸秆 ， 可增加 内摩阻力 ， 说明麦秸在土中起 了“ 加筋 ” 的作用 ， 加麦秸提高了土的抗剪强 度， 同时抗 压强 度较 素土 都有 明显 的提高 。除 可 以提 高材 料 的力学 性 能 ， 强其 抗震 性 能外 ， 可减 少墙 增 还 体干裂 。这样既利用 了当地农作物废料， 又达到了节约能源的目的。但传统生土建造及现在研究 中大多
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重庆农村地区生土建筑墙体材料改性试验研究孔令超;鲍安红;罗书伟;王驰【摘要】Using the area of Chongqing soil as raw material,rice straw and slag as modified materials,in accordance with the different dosage of modified materials to produce modified raw soil specimens of different ratio,the shear strength,compressive strength,thermal conductivity are tested. The experimental data showed that the appropriate amount of straw or slag can be adjust-ed to increase the shear strength of50%~100%,92.7%~123.0%,the maximum compressive strength increased by 23.7% and 49.6%,respectively,and thermal conductivity decreased by about 5%. The optimum ratio of straw is 0.25%~0.50%,the best propor-tion of slag is 8%~10%.%以重庆地区生土为基料,以稻草秸秆与矿渣为改性材料,按照不同改性材料掺量制作出不同配比的改性生土试件,测试其抗剪强度、抗压强度、导热系数.试验结果表明,掺加适量的稻草秸秆或矿渣可使抗剪强度分别提高50%~100%、92.7%~123.0%,抗压强度最大分别提高23.7%与49.6%,导热系数降低5%左右.稻草秸秆的最佳掺量为0.25%~0.50%,矿渣的最佳掺量为8%~10%.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2017(044)007【总页数】5页(P45-48,67)【关键词】生土改性;抗剪强度;抗压强度;热工性能【作者】孔令超;鲍安红;罗书伟;王驰【作者单位】西南大学工程技术学院,重庆 400715;西南大学工程技术学院,重庆400715;西南大学工程技术学院,重庆 400715;西南大学工程技术学院,重庆400715【正文语种】中文【中图分类】TU502+6以生土为主要建筑材料的生土建筑在人类发展史上具有悠久的历史。
生土建筑具有易于取材、施工便捷、节能环保、热工性能突出等优点，至今仍在世界各地广泛应用。
生土建筑应用最普遍的澳大利亚颁布了《澳大利亚生土建筑手册》，新西兰也编著了NZS 4297—1998《生土建筑工程设计》等规范。
我国目前尚无一套完整的生土建筑相关规范。
由于生土建筑存在耐久性能差、力学性能低、体积稳定性欠佳等缺陷，为推动重庆农村地区生土建筑发展，需要对生土材料进行改性研究。
罗强和陈伟[1]对以稻草和石灰为改性材料对攀西地区的昔格达土进行改性研究，发现其对墙体各项力学性能指标有显著提高；陶忠等[2]以水泥、植物纤维作为改性材料，研制出保温隔热性能好、质量轻的土坯材料等。
1.1 生土材料改性目的农村地区生土房屋建设缺少正规设计，加之生土材料本身存在缺陷，生土墙体水平抗剪承载力低下，在水平荷载作用下容易超越墙体的极限抗拉强度，土体将会沿滑裂面滑移，发生平面内剪切破坏，导致生土建筑墙体易丧失整体稳定性，引发坍塌[1]。
本文针对重庆地区生土材料进行改性，对其抗剪性能、抗压性能以及热工性能进行改性试验研究，旨在提高生土建筑的力学性能，为重庆地区生土建筑建设提供参考依据。
1.2 生土材料改性机理研究本文以重庆地区紫色生土为原材料，以稻草秸秆与矿渣作为改性掺加料，这2种改性材料在重庆地区取材方便、价格低廉，可达到废物利用、环保节能效果。
重庆地区生土主要采用本地区中生代和第三系的岩层作为母岩母质发育形成的紫色黏土[3]，土体一般含碳酸钙，呈中性或微碱性，主要化学成分为SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、SO3等。
紫色土有机质含量较低，但磷、钾含量丰富，阳离子交换量高，盐基饱和度80%～90%。
自然状态下的紫色土壤颗粒以大于0.02 mm的沙粒为主，粒径级配变化大，一定程度上影响了土体强度[4]。
紫色土有良好的热工性能以及一定的抗压性能，但土质含水率、收缩性较大，且防水、抗剪性能较差，遇水易分散、崩解。
稻草秸秆粗纤维含量高，主要针对生土材料进行物理改性，稻草秸秆与生土的粘结作用使稻草秸秆充当骨料，在土体中起到了“加筋”作用，增加了生土骨架。
稻草秸秆与生土之间具备良好的机械啮合条件，增加了内摩阻力与抗变形能力；同时，土体抗剪、抗压性能增强，提高了生土建筑墙体整体性、减小了墙体收缩。
稻草秸秆使土体孔隙率减小，孔隙间的空气流动变慢，热阻增大，由此达到良好热工性能[5]。
矿渣主要针对生土材料进行化学改性，其主要化学成分为Al2O3、SiO2、CaO等。
在改性生土试件制作过程中，由于选用湿制法，矿渣中的CaO与水发生反应生成Ca（OH）2，在试件内部形成碱性环境，促使土体颗粒中的铝酸盐、硫酸盐等与矿渣发生水化反应：SiO2+Ca（OH）2+nH2O→3CaO·SiO2·nH2O、Al2O3+Ca （OH）2+nH2O→CaO·Al2O3·（n+1）H2O，水化生成物为针状晶体，反应后生成物体积膨胀，且具有良好稳定性，不但填充了土体颗粒间的孔隙，还加强了土体颗粒间的啮合作用。
水化生成物通过交叉、连接形成改性土体骨架，增强了土体承载力，抗压强度提高，土体抗剪强度也得到增强。
由于土体孔隙被填充，阻塞了土体中水的自由流动，增强了土体的耐水性、耐冻融性、耐腐蚀性；土体孔隙的填充使得土体内部形成“真空环境”，空气的减少使热传导受阻，热量交换减少，因而热工性能提高[6]。
本试验利用改性材料增强土体抗剪性能与抗压性能，对影响抗剪性能的2个主要因素——粘聚力、内摩擦角进行分析，并对改性生土材料进行热工性能研究。
2.1 改性生土试件制作2.1.1 试验原材料（1）生土材料：重庆地区紫色土，取自西南大学后山，土样天然含水率15.482%，天然密度1.7977 g/cm3，干密度1.5841 g/cm3，真密度2.9009 g/cm3，塑性指数30，液性指数-1.13。
素土材料经过筛网筛选，粒径均控制在5 mm以内。
（2）稻草秸秆：取自重庆农村地区，秸秆含水率为10%～ 20%，秸秆长度控制在40 mm以下，宽度1～5 mm。
（3）矿渣：取自重庆某钢铁厂冶炼生铁后的废渣，为活性较高的碱性矿渣，经研磨使粒径主要控制在20～60 μm，密度1600 kg/m3、活性指数不小于95%，含水率约为1%。
（4）搅拌用水：自来水。
2.1.2 试件制备方法采用湿法制作土坯试件，加水量按照重庆地区生土最优含水率26.8%控制。
改性土坯试件制作中，稻草秸秆与矿渣均为单掺，并以素土SJ0作为对照组。
稻草秸秆掺量分别为0.25%、0.50%、0.75%、1.00%，分别编号：SJ1、SJ2、SJ3、SJ4；矿渣掺量分别为5%、8%、10%、12%，分别编号：KZ1、KZ2、KZ3、KZ4，共9组试件。
直接剪切试验中，试件用直径6.18 cm、高2 cm的环刀切取，每组12个试件，共计108个试件，用于3次相同直剪试验，试验结果取3个试样的算术平均值。
抗压强度试件尺寸为150 mm×150 mm×150 mm，每组3个试件，共计27个试件。
热工性能试件尺寸为300 mm×300 mm×20 mm，每组2个试件，共计18个试件。
所有试件均放置在室内温度（20±5）℃条件下，自然养护28 d。
改性生土试件见图1。
2.2 改性生土试件的直接剪切试验2.2.1 试验过程与现象试验采用ZJ型应变控制式直剪仪，选用0.8 mm/min的剪切速率进行快剪试验。
试件位于剪切盒中间，试验结束后被剪切成上下2层。
由于试验时试件边缘容易造成应力集中现象，部分试件上下2层会出现不规则的裂缝甚至破损，呈现出土坯的脆性特征[7]。
稻草秸秆改性生土试件在剪切时，因为稻草秸秆与生土的粘结作用，虽然降低了破损滑移面的相对滑动，但稻草秸秆会将土体“拽起”，导致剪切面不平整，并伴有碎土颗粒出现，而素土试件与矿渣改性生土试件相对光滑。
在剪切试验过程中，改性生土试件表现出较好的抗变形能力，有一定的延性。
直接剪切试验试件破坏形态见图2。
2.2.2 试验结果分析（1）抗剪强度分析素土和改性生土试件抗剪强度分别见表1、表2。
由表1、表2可知，垂直荷载是影响改性土体抗剪强度的重要因素，试件抗剪强度都随着垂直荷载的增加而提高。
在相同垂直荷载作用下，稻草秸秆与矿渣改性土体的抗剪强度均高于素土，说明掺加稻草秸秆与矿渣对生土材料抗剪性能有明显提升。
随稻草秸秆与矿渣掺量增大，土体抗剪强度均呈现先提高后降低的趋势。
对于稻草秸秆改性土体，掺量为0.50%时土体的抗剪强度达到最高，相对于素土提高50%～100%。
对于矿渣改性土体，掺量为8%时土体的抗剪强度最高，相对于素土提高92.7%～123.0%。
（2）粘聚力分析利用改性土体的库伦强度拟合曲线得出土体粘聚力c与内摩擦角φ[3]，结果见表3。
由表3可知：掺0.50%稻草秸秆改性土体的粘聚力最大，只有掺1.00%稻草秸秆改性土体粘聚力小于素土；掺矿渣的改性土体粘聚力均高于素土，其中，8%矿渣改性土体粘聚力最大。
通过粘聚力试验可知，在一定的夯实养护龄期与含水量条件下，因为土体颗粒之间作用力的产生使生土试件具有一定的抗剪性能，从而在生土建筑设计中，土坯应达到的抗剪强度下限值可以用此指标来表示[7]。
（3）内摩擦角分析内摩擦角是由土体颗粒表面的粗糙性产生的，其大小由土体含水量、密实度、土体颗粒形状与大小等因素决定[8]。
由表3可知，改性土体内摩擦角均大于素土，因为土体单个颗粒强度与颗粒之间的咬合力决定了土体的抗剪强度，内摩擦角的增大说明在剪切破坏过程中，改性材料不但使改性土体颗粒粗糙度得到改善，且颗粒之间的咬合力也得到提高。
稻草秸秆掺量为0.50%时，土体内摩擦角达到最大；矿渣掺量为10%时矿渣改性试件的内摩擦角最大，略大于8%矿渣改性试件内摩擦角。
2种改性土体均出现随改性材料掺量增大，内摩擦角呈现先增大后减小趋势。
经综合分析可知，0.50%稻草秸秆与生土结合最佳，此时的改性土体抗剪能力最强。