石灰改良膨胀土击实样膨胀特性和力学性质试验研究

本文以宁淮高速公路淮安段膨胀土填料为研究对象,通过室内试验研究石灰改良膨胀土作为路基填料的膨胀性和力学性质。在天然膨胀土2%石灰砂化的基础上,制备不同初始含水率与压实度的石灰改良土,进行不同养护龄期的有荷膨胀率和强度特性试验。试验结果表明:石灰改良土线膨胀率和膨胀力均有大幅度的降低,且随含水率和养护龄期保持减小趋势、随压实度保持增大趋势;石灰改良土无侧限抗压强度、黏聚力、内摩擦角均有一定程度的提高。因此,石灰改良膨胀土作为路基填料的施工工艺在工程中是可行的,为膨胀土改良方案选择以及膨胀土地区公路路基设计和现场施工提供科学依据和参考。     

改良黄土路基对比试验分析

通过试验研究了典型黄土的物理力学性质、黄土改良后的颗粒组成、液塑限变化、击实特性、改良土强度及其主要影响因素。试验结果表明：黄土改良后塑性有所降低,亲水性减弱;改良黄土选择不同的掺料,最大干密度都有所减小,石灰改良土减小更明显;无论石灰还是水泥改良土。在一定时间内其抗压强度随着龄期的增长而增加,而强度增加中粘聚力增长幅度比内摩擦角要更加显著一些;黄土改良后的物理力学性能有明显改善,同时改良土水理性能也得到改善,为类似工程路基填料的使用提供重要参。     

滞洪区路堤改良路基填土CBR试验研究

滞洪区亚粘土作路基基层、底基层填料土必须进行固化改良,本文采用石灰—粉煤灰、水泥—粉煤灰组合和水泥—石灰组合对其进行改良研究,以承载比CBR值作为指标,针对不同的压实度、固化剂不同配合比掺量开展了系列试验,并进行了分析和讨论.试验结果表明,三种改良填料土的抗压强度,随着压实度增加,分别先呈现不同比例的增长,但增加到一定值后,开始趋于平稳或弱有减少,可控制压实度在93%～96%之间,能兼顾施工质量与经济.水泥—粉煤灰组合改良土和石灰—粉煤灰土在水泥或石灰掺量一定时,其承载比随着粉煤灰掺量的增大呈先增大后减少;水泥—石灰组合和石灰—粉煤灰组合改良土在水泥或粉煤灰掺量一定时,其承载比也随石灰掺量的增大呈先增大后减少.三种改良土粉煤灰、石灰掺量都存在最佳配合掺量,基于试验结果,笔者就三种改良路基土给出了建议的配比.     

干湿循环下石灰黄土垫层透水性和强度变化试验

针对西安大明宫国家遗址公园御道工程透水混凝土灰土垫层的设计要求,分别进行了干湿循环10次下石灰黄土35 d龄期时单轴抗压强度试验、变水头渗透性试验和快速直接剪切试验。试验结果表明:若忽略含水量的影响,灰土快速直接剪切试验抗剪强度和渗透系数均随干湿循环次数增加呈指数型衰减,且较快趋于稳定收敛,其拟合曲线和公式均与实测数据吻合良好;若忽略试样含水量的影响,石灰黄土35 d龄期单轴抗压强度随干湿循环次数变化规律不太明显,单轴抗压强度变化不大,说明该石灰掺量(干石灰占干土料百分比为15%)下处理马兰黄土得到的石灰黄土35d龄期单轴抗压强度在干湿循环下的稳定性较好。     

石灰-粉煤灰改良高含水率疏浚淤泥的试验

针对我国大量发生的疏浚淤泥难以处理和污染环境的问题,采用生石灰和废弃粉煤灰为改良材料,通过置换试验和增加试验,研究石灰-粉煤灰改良淤泥的含水率、液塑限和无侧限抗压强度的变化规律.结果表明:改良土的含水率都会随着养护龄期的延长和材料添加量的增加而有效地降低;龄期和粉煤灰添加量对改良土的液塑限和塑性指数的影响较大;在石灰中添加粉煤灰作为辅助材料时,可以显著提高强度,在粉煤灰添加量为4倍的石灰添加量时比单独添加粉煤灰强度增长达10倍.     

石灰改良膨胀土的强度特性试验研究

以广西南友公路沿线灰白色膨胀土为研究对象,对其进行了石灰改性的CBR试验、直剪试验、三轴剪切试验和无侧限抗压强度试验,探讨了其强度指标的影响因素及其变化规律.室内试验研究表明,掺灰剂量、密实度和含水量对改良土的CBR值影响较大,掺灰率对直剪试验结果影响规律不明显,三轴剪切试验的C和φ随掺灰率增加而增大,部分无侧限抗压强度试件因为掺灰较少和养护龄期较短而崩解,养护初期无侧限抗压强度与龄期成线性增长关系.     

客运专线黄土路基填料石灰改良试验研究

基于高速铁路对路基强度和工后沉降的严格要求,路基填料改良已成为黄土地区修建客运专线必须解决的关键技术问题。通过大量土工试验及理论分析,研究不同配合比下石灰改良黄土的物理力学性质、击实特性、压缩特性、强度特性及主要影响因素,确定出最佳石灰配合比,为黄土地区客运专线路基填料的选择和应用提供了参考依据。     

泥质板岩改良土物理力学性质试验

在泥质板岩土样中掺入质量百分比为4%,5%,6%和7%的水泥对土样进行化学改良.利用击实试验、无侧限抗压强度试验研究水泥掺入量对改良土的最大干密度和最优含水率的影响、以及不同水泥含量下的养护龄期、泡水作用和干湿循环作用对改良土强度的影响,从强度和水稳性等角度分析和探讨最优水泥含量的选取.研究结果表明,最大干密度和最优含水率分别为2.17~2.19 g/cm~3和10.4~11.5%,水泥含量对改良土的最大干密度和最优含水率的影响不大;随着养护龄期、泡水天数的增加,养护龄期和泡水作用对改良土强度的影响逐渐变小,改良土强度趋于稳定;随着干湿循环次数的增加,改良土强度逐渐降低,且降低程度呈减小趋势;由试验结果确定的最优水泥掺入量为5%.研究成果可为路基工程中关于改良土中合理水泥含量的确定以及改良土质量评价等研究提供参考.     

石灰改良膨胀土无侧限抗压强度的试验研究

无侧限抗压强度是评价改良土性能的关键技术指标,本文以湖北省宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路沿线灰白色膨胀土为研究对象,通过对其进行不同掺灰比例、不同龄期下石灰改良膨胀土的无侧限抗压强度试验,得出了掺灰比例、龄期与改良土无侧限抗压强度之间的关系。试验研究表明:在不同龄期下,改良土的无侧限抗压强度随掺灰比例的增大先增大后减小;在不同掺灰比例下,改良土的无侧限抗压强度随龄期的增长而增大,并且在短期内,石灰改良膨胀土的无侧限抗压强度随龄期呈线性增长。     

季节性冻融对滞洪区改良路基性能的影响

针对苏北黄泛区粉土路基受季节性冻融的影响,对水泥、石灰、粉煤灰不同组合的12种粉土路基改良填料开展冻融环境下抗压强度、质量损失(抗冲刷能力)的试验研究,分析不同组分下改良土的抗冻性能。结果表明,随着冻融循环次数的增加,粉质土抗压性能及质量完整性逐步衰减,衰减过程具有明显的阶段性。水泥粉煤灰改良土的抗冻效果明显优于水泥石灰组合,水泥石灰改良土在冻融循环后由于材料脆性变强而使得填料更易崩解。在各组分对冻融破损的抑制方面,水泥的胶结作用显著,在水泥质量分数为2%～7%时,可以抑制冻融导致的强度衰减,提升抗冲刷能力; 石灰能一定程度改善填料抗冻性,但由于其自身的膨胀性又对质量损失控制、抗冲刷能力存在不利影响; 而粉煤灰的添加却可以在抑制强度衰减尤其保持质量完整性方面发挥着重要的作用。添加5%水泥及15%粉煤灰的改良组合可使苏北黄泛区季节性冻融环境下粉土路基具有较优异的抗冻性能。     

海水养护钙质砂注浆结石体的力学性能试验

为探究注浆加固钙质砂地基对海洋环境中吹填岛礁的适应性,研究海水对注浆结石体力学性能的影响规律,为注浆加固钙质砂地基的实际运用提供支撑,利用自主研制的注浆系统制作了钙质砂注浆结石体试件,采取海水养护和自然养护两种方式,开展不同龄期结石体的纵波波速、单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、剪切强度等力学性能试验,分析两种养护状态结石体强度参数随养护时长的变化规律。结果表明,试验期内,受海水影响的试件纵波波速大于自然养护的,其强度增长龄期更长,达到的最大单轴抗压强度大于自然养护的,两种养护条件的结石体泊松比随养护时长呈指数下降,后趋向基本恒定值,结石体的剪切强度随养护龄期呈上升趋势,后期随龄期增加不再有大幅度的变化。说明岛礁地基钙质砂注浆后在海水浸泡的影响下,结石体强度能够有效增长,结论为岛礁地基注浆加固提供参考。     

石灰固化海砂海泥混合料作为填料的室内试验研究

为解决沿海地区缺乏填料的问题,将海砂海泥按质量比1.5∶1进行掺合,将混合料作为填筑材料,采用石灰作为固化剂,开展了一系列室内试验,包括无侧限抗压强度试验、直剪试验以及压缩试验。结果表明,固化混合料的无侧限抗压强度随着石灰掺量增加不断提高,掺量5%~7%之间时,强度变化最明显;7 d养护龄期的混合料的强度约为28 d养护龄期的50%左右,强度增长较为缓慢;石灰掺量大于7%之后,其强度增长速率明显减缓,甚至有减小的趋势;石灰掺量低于5%时固化效果不明显,在7%~9%之间时接近低压缩性土。     

聚丙烯纤维与TG固化剂对水泥石灰土强度及稳定性的影响

为提高水泥石灰综合稳定土的基层性能,选用聚丙烯纤维、TG土壤固化剂改良水泥石灰土。根据水泥和石灰含量、聚丙烯纤维掺量、TG固化剂剂量对水泥石灰土无侧限抗压强度的影响规律,从而确定水泥和石灰含量均为4%,聚丙烯纤维和TG固化剂掺量分别取0.2%、0.02%。在此基础上,研究了纤维与固化剂对水泥石灰土劈裂强度、收缩性、水稳定性及冻稳定性的影响。试验结果表明:经聚丙烯纤维与TG固化剂复合固化的水泥石灰土强度及稳定性提高效果最显著,优于高石灰掺量的水泥石灰土。     

高含水率疏浚淤泥生石灰材料化土闷料期内强度变化规律

研究了3种初始含水率疏浚淤泥添加不同比例生石灰,经不同时长的闷料期,其击实土的强度及变形变化规律.试验结果表明:击实生石灰淤泥材料化土的无侧限抗压强度随闷料期增大而增大,且强度增加速率和掺灰比有关,掺灰比越大,强度增加速率越大.对应不同初始含水率的疏浚淤泥,掺灰比存在临界点,该临界点是生石灰淤泥材料化土应力-应变关系由塑性向脆性转化的转折点.小于该掺灰比,生石灰淤泥材料化土单轴压缩下是理想弹塑性变形,大于该掺灰比,击实生石灰淤泥材料化土是脆性破坏变形.对于小于临界掺灰比的生石灰淤泥材料化土,延长闷料期,其击实土应力-应变关系有由塑性向脆性转化的趋势,但是改良效果缓慢;对于大于临界掺灰比的生石灰淤泥材料化土,延长闷料期,其击实土的强度有显著提高.实际工程中如果场地条件及工期允许,可以通过延长闷料期改善土性,从而减小掺灰比,以节省工程造价.     

水泥砂浆固化土抗压强度特性试验

为论证水泥砂浆固化土工程应用的可行性,通过设置不同掺砂量、含水率、砂料粒径和养护龄期条件,对水泥砂浆固化土进行无侧限抗压强度试验.试验结果表明:(a)掺砂可提高水泥砂浆固化土的抗压强度,尤其是早期强度.一定水泥掺入比条件下,当掺砂量处于最优掺砂率(10％左右)时水泥砂浆固化土的强度特性改善幅度最大,掺砂量超过最优掺砂率后水泥砂浆固化土的抗压强度无显著提高.(b)水泥砂浆固化土的抗压强度随原料土含水率的增加而减小,当原料土的含水率较低或养护龄期较短时,水泥砂浆固化土的抗压强度下降幅度均较大,当含水率较高时水泥土掺砂难以达到预期的固化效果.(c)砂料粒径变化对水泥砂浆固化土的抗压强度影响较小,水泥砂浆固化土强度随着粒径的增大略有提高;砂料粒径变化对水泥砂浆固化土变形系数的影响较大,两者近似成正比关系,在实际工程中无需对砂料进行筛分而直接运用即可获得较好的处理效果.(d)水泥砂浆固化土无侧限抗压强度试验的破坏模式多为脆性张裂破坏和塑性剪切破坏.随着养护龄期的延长以及掺砂量的增加,脆性张裂破坏更为显著.     

干湿循环下宁明粉砂岩宏微观损伤劣化规律研究

为揭示干湿循环下广西宁明地区粉砂岩损伤劣化规律,首先通过干湿循环试验模拟了岩石失水-吸水过程,分析了干湿循环作用下粉砂岩饱和含水率、纵波波速变化规律,并研究了干湿循环后粉砂岩的单轴压缩力学参数劣化特性以及微观结构变化,然后以弹性模量定义干湿循环后粉砂岩损伤,并基于Weibull分布定义受荷后粉砂岩的损伤,耦合得到了干湿循环作用下受荷粉砂岩的损伤演化方程。研究表明：随干湿循环次数增加,粉砂岩饱和含水率呈非线性增大,纵波波速、单轴抗压强度、弹性模量呈非线性减小,可采用指数函数进行拟合,且变化趋势均呈现出3个阶段;干湿循环作用对弹性模量劣化程度较单轴抗压强度劣化程度更为显著;阶段劣化度随干湿循环次数的增加而减小,总劣化度随干湿循环次数的增加而增大;峰值应变逐渐增大,岩样塑性得到了显著发展,破坏模式由脆性破坏向延性破坏转变。     

水泥加固类路面基层填料的浸水强度

在浸水条件下,对不同水泥占比和不同养生时间的加固土进行单轴抗压强度试验,试验结果表明:低液限黏土经固化剂加固后的最佳的含水率灵敏度比原土样有所减小,且随着水泥占比的增加而下降;养生时间一定的情况下,加固土的抗压强度随着水泥占比的增加而增大,水泥占比的增加对后期强度的影响较前期强度更显著;抗压强度随着养生时间增加而增大,随着时间的延长增长速率逐渐减小,28 d时水泥的水化反应基本完成;随着水泥占比的增加,各龄期下耐水系数均增大,表明加固土的水稳定性增强,但各种条件下耐水系数均小于0.75.     

粉煤灰品质对混凝土性能影响研究

研究掺低钙、高钙粉煤灰对结构混凝土坍落度、抗压强度、混凝土碳化、氯离子扩散系数、干湿循环破坏等性能的影响.研究表明低钙、高钙粉煤灰对混凝土坍落度没有影响,在相同的养护龄期里掺高钙粉煤灰的混凝土抗压强度大于低钙粉煤灰混凝土.掺加低钙、高钙粉煤灰对混凝土碳化、氯离子扩散系数、干湿循环破坏有影响,掺加低钙粉煤灰混凝土具有比掺高钙粉煤灰混凝土更大碳化深度,掺低钙、高钙粉煤灰对混凝土氯离子扩散系数影响不明显,在干湿循环初始阶段掺低钙粉煤灰混凝土抗压强度、相对动弹性模量增加程度大于掺高钙粉煤灰混凝土增加程度,干湿循环超过30次后高钙粉煤灰混凝土抗压强度、相对动弹性模量劣化增加程度小于低钙粉煤灰混凝土抗压强度劣化损伤增加程度.     

淤泥质泥土的快速固化试验研究

为了解决南京地区路基加固和工程抢险中淤泥质泥土带来的难题,采用正交试验原理,通过三因素三水平的无侧限抗压试验和三轴抗压试验,得到一种针对南京地区淤泥质泥土的水泥、固化剂、石灰、三乙醇胺的综合快速固化剂,及其固化土的强度发展模型和无侧限抗压应力应变经验关系.试验结果表明,采用此种快速固化剂可以有效提高淤泥质泥土早期抗压强度、抗剪切破坏能力.