生物矿化技术固化风积沙试验与应用

为了改善沙漠地区的生态环境，采用生物矿化技术进行风积沙固化.首先，从土壤中分离并培养类芽孢杆菌，提取脲酶溶液.然后，通过风蚀测试试验、表面强度测试试验和植物适生性测试试验，研究生物矿化的室内固沙效果.最后，在乌玛高速公路中卫段进行了面积为5×10⁴ m²现场试验，验证生物矿化固沙技术的现场应用效果.结果表明，生物矿化可以有效胶结风积沙并在试样表面形成强度大于400 kPa的硬化层，可抵御11级风的风蚀作用，且不影响植物种子的萌发.虽然降雨对生物矿化固沙效果存在影响，但是固化7 d时硬化层强度超过500 kPa, 2 a内固化区高程无明显变化，表现出较好的抗风蚀性.固化区植物成活率超过50%,说明固化区具有良好的生态恢复功能.     

高性能固沙材料的开发与研究

以几种常见的有机和无机化学材料为主要原料开发研制了一种高性能固沙材料，通过大量的实验研究，测试了该高性能固沙材料固化石墨尾矿砂和河沙后在其表面形成固化层的时间，固化层的3d抗压强度及其渗水,证实了该高性能固沙材料固沙的可行性。研究了该固沙材料的固化机理，认为固化作用是有机溶剂和无机填料同沙粒共同作用的结果。     

既有桥梁外贴纤维布加固后可靠度分析

对国内外大量纤维布加固试验进行了分析计算,得到了钢筋混凝土矩形桥梁构件计算模式不定性系数的统计参数.讨论了钢筋锈蚀、混凝土强度、纤维布加固耐久性以及荷载等影响因素变化对既有桥梁结构承载力的影响,参考既有桥梁结构全寿命可靠度分析,确定了加固后既有桥梁锈蚀延迟期的长度.在国内外纤维片材加固混凝土结构的耐久性试验的基础上,提出在加固后可以不考虑纤维布材料的老化及其纤维布材料与混凝土粘结界面的退化,使加固后钢筋混凝土构件承载力极限状态可靠度分析得到简化.研究了加固后既有桥梁抗力计算方法,并结合一座实际桥梁工程进行了加固后可靠度计算.该方法具有一定的工程应用意义,可以作为既有桥梁加固评估的理论依据.     

土工材料力学性能对风积沙复合地基抗拔加固效果的影响

为促进土工合成材料在输电线路工程地基处理中的选型应用,加固改良铁塔基础风积沙地基抗拔性能,通过室内钢塑土工格栅、塑料双向土工格栅、土工布加筋复合地基基础抗拔性能模型试验,并结合沙漠风积沙常规地基与加筋复合地基基础原位载荷试验中抗拔失稳时地表裂缝分布特征,研究了土工材料改良风积沙地基抗拔性能的加固机理,分析了筋材抗拉强度、伸长率及其与风积沙间摩擦系数性能指标对风积沙地基抗拔性能改良效果的影响。结果表明：复合地基土工材料有利于将基础荷载作用传递扩散至更大范围,通过筋材对基础底板的下拉作用实现基础抗拔性能的提升;筋材拉伸强度对地基抗拔能力提升影响较小,较大的伸长率会弱化地基抗拔加固效果,筋材与风积沙间摩擦系数越大地基抗拔加固效果更优。因此风积沙地基抗拔性能加固处理的筋材选型主要考虑伸长率和摩擦系数,钢塑土工格栅和塑料双向土工格栅的抗拔加固效果优于土工布。     

浅层淤泥质土固化剂

滨海地区广泛分布高含水率、高压缩性、低强度的淤泥质土,为了提高地基的早期强度,采用固化剂对淤泥质土进行浅层加固.通过混料试验设计,发现以粉煤灰和生石灰作为基础固化材料,硅酸钠、硫酸钙、氯化钙为添加剂的固化剂能够显著提高固化土的早期强度.以固化土的无侧限抗压强度作为强度指标,得到不同龄期下的强度响应.通过综合分析得到最优的添加剂配比,结合扫描电子显微技术,从反应机理和微观形态进行分析,验证了该固化剂的加固效果且满足工程需要.     

基于无侧限抗压强度水泥稳定碎石风积沙基层配比研究

近年来,内蒙古地区沙漠化程度有逐年上升的趋势,当地的风积沙储量很大,若能够解决风积沙作为公路基层筑路材料使用问题,使其强度和稳定性达到基层建设标准使用要求,则筑路取料方便,运输经济。风积沙粒径均匀,天然含水率较低,透水性好,保水性能差,级配不良。采用悬浮密实结构选取水泥掺量为9%、10%、11%的掺配比例,组成水泥稳定碎石风积沙作为基层材料,在最佳含水率条件下,研究分析了不同配合比下7 d、28 d无侧限抗压强度值。通过水稳定系数,在相对高掺量水泥固化下,按照试验设定的配合比,对水泥稳定碎石风积沙的水稳定性进行了对比分析。     

新型复合固化材料快速加固松软海(沙)滩的试验研究

从交通应急保障需求入手,创新性地提出了利用新型水下环氧树脂复合固化材料快速固化松软海(沙)滩的新思路并对水下环氧树脂固化材料快速加固松软海(沙)滩的强度形成机理进行了理论分析;通过室内力学性能试验,分析了这种固化材料加固松软海(沙)滩时的强度与凝胶时间的对比关系。结果表明,水下环氧树脂固化剂可以快速排除沙滩中的水分,促使环氧树脂快速形成网状立体结构,并将沙土颗粒包裹在网状体之中,在短时间内迅速形成较大的强度。因此,这种手段可以提高松软沙滩的快速通行能力,满足应急交通保障行动的时效性要求。     

耐盐蚀气泡混合轻质风积沙土的制备及性能评价

气泡混合轻质土是解决公路路基病害的一种新兴技术。通过水泥、碱激发火山灰胶凝材料,以及高岭土的配比试验,制备出三种强度高、耐盐蚀的固化剂;然后以三种固化剂和南疆当地风积沙为掺料,通过不同的配合比试验,研究一种既满足强度要求,又符合经济性原则的耐盐蚀的气泡混合轻质风积沙土。经试验研究和对比发现:当水泥、碱激发火山灰胶凝材料按6∶4的比例制备为固化剂时,抗压强度能够提高18.2%;同时,抗氯离子和硫酸根离子的能力得到改善。固化剂掺量为260 kg时,X_2与风积沙制备的气泡混合轻质风积沙土抗压强度可达2.96 MPa;X_3与风积沙的抗压强度为2.88 MPa,XG_1与风积沙的抗压强度为2.67 MPa;从强度和微观分析得出自制固化剂X_2与风积沙的结合效果较好,为风积沙的资源化利用提供了新的途径。     

偏高岭土复合加固剂改性生土材料的结构及性能研究

从微细观的角度深入认识土体加固时内部的胶结质量和强度问题,提出采用偏高岭土复合加固剂加固生土材料.通过室内力学特性试验、浸水试验、冻融试验检验其适用性,利用XRD和SEM进行了微细观机理分析.结果表明,偏高岭土复合加固剂能明显提升土体的胶结强度.加固后生土材料的强度、耐水性、耐冻融性明显增强.进一步深化了对生土材料固化机理和胶结强度增长机理的认识.     

多孔化学固沙砖的制备

为了解决化学固沙中固结层被风沙掩埋和掏蚀等缺点,提出以沙子为骨料,水玻璃为胶黏剂,在最优条件下制备出强度可达4 MPa的多孔固沙砖辅助化学固沙,并且联合植物固沙从根本上治理沙漠化的以沙治沙新观点.还考察了不同因素对材料性能的影响,探讨了水玻璃和AlCl3固化液反应的机理.     

西北旱区高原沙地调查和基本性质试验

通过对鄂尔多斯高原沙地和阿拉善高原沙地的调查和现场取样,分析了砂样矿物化学成分,对砂样的物理力学性质进行了试验研究,从工程角度提出了沙漠成因的相关性,提出了在沙漠中进行工程建设的指导意见,提出了固沙和防风蚀措施。     

水泥稳定风积沙基层抗剪强度试验研究

近年来,内蒙古锡林浩特地区沙漠化程度逐年上升,当地的风积沙储量很大,筑路取料方便,运输经济;而风积沙为不良的筑路材料,若能够解决风积沙作为基层筑路材料使用问题,使其强度和稳定性达到基层建设标准的规范使用要求,不失为修筑沙漠地区公路材料提供了一种新的选择。基于此,在内蒙古地区风积沙特性研究的基础上,对其掺入了一定量的水泥,研究探讨了水泥稳定风积沙作为道路施工的基层材料的抗剪强度,得出不同水泥掺量对风积沙基层抗剪强度影响因素以及作用机理。通过试验得出,水泥稳定风积沙的抗剪强度会随着水泥掺量的改变发生较大变化,在一定程度上对沙漠地区风积沙作为筑路材料施工提供了些许参考价值。     

沙漠化防治化学固沙材料研究进展

 本文对国内外防沙治沙现状、无机类化学固沙材料、有机类化学固沙材料、有机-无机复合类化学固沙材料的研究进展进行综述.化学固沙是在流沙表面形成一层具有一定结构和强度,能够防止风力吹蚀,又可保持下层水分的固结层.通常包括黏结作用、表层覆盖作用、水化作用、胶凝作用、聚合作用5个方面内容,同时指出存在的问题和发展新型化学固沙材料的必要性和重大意义.这将为沙漠防治理方面开发低成本、高性能、适合植被生长、不污染环境、可降解、可大规模实施的新型化学固沙材料提供技术支撑.     

路堤高度和边坡对沙漠公路输沙效应的影响

长期以来,风积沙对沙漠公路一直有着特殊的影响,作为解决这一问题的基础研究--输沙效应分析也就引起了人们的足够重视.公路设计者们正逐渐把分析问题的角度从公路两边的防沙、固沙转移到对公路本身的结构设计上.结合G315线若羌-且末沙漠公路的现状调查,从路堤高度和坡度对输沙的效应进行了分析,提出了在不同的路段上,应设计合理的路堤高度和坡度.     

酸处理铣刨料用于水泥稳定再生集料基层的性能

基层铣刨料的再生利用一直以来是公路工程建设中的难题,而酸处理为提高铣刨料自身性能提供了一种有效的处理方法,将处理后的铣刨料重新应用到基层也变得尤为重要。为了得到酸处理后的铣刨料对水泥稳定混合料基层的性能影响,对酸处理前后铣刨料的各项性能指标进行了试验测定,同时对水泥稳定再生集料进行路用性能试验研究;并铺筑鲁南地区某二级公路基层试验路段。研究结果表明,经0. 1 mol/L盐酸处理的铣刨料其力学与物理性能得到改善。当水泥剂量为3%～7%时,采用酸处理铣刨料所制备的水泥稳定再生集料,其抗压强度、劈裂强度均能满足二级及二级以下公路基层强度要求,可以用作二级及二级以下公路基层集料。采用水泥剂量为5%所铺筑的试验路段,公路通车3个月后并未发现明显的裂缝。     

工业及建筑废弃物固化盐渍土的力学性能和路用性能影响

为探讨各试验因素及固化剂种类对固化盐渍土的力学性能和路用性能影响,采用单掺与双掺水泥窑粉尘、废弃混凝土再生微粉等工业及建筑废弃物作为固化方案,以初始含水率、养护龄期、固化剂掺量为试验因素,通过无侧限抗压试验研究固化盐渍土力学性能,并进行干湿与冻融耐久性试验、承载比试验,以评估固化盐渍土路用性能,采用扫描电镜试验对固化盐渍土进行微观结构分析,揭露其固化机理。结果表明：初始含水率、养护龄期、固化剂掺量、固化剂种类是影响固化盐渍土的力学性能和路用性能主要因素;养护28 d,初始含水率为9.9%、单掺30%废弃混凝土再生微粉固化盐渍土的力学性能与路用性能最佳,抗压强度达到3 227.40 KPa,干湿、冻融循环后残余强度分别达到2 924.60 KPa、2 243.49 KPa;从微观分析可知,废弃混凝土再生微粉固化盐渍土的土体结构变得密实且稳定。可见,初始含水率为9.9%、单掺30%废弃混凝土再生微粉固化盐渍土用作于盐渍土地区公路路基与路面基层的建设,具有一定的工程意义与经济价值。     

沙漠环境对公路及其防沙体系的影响及对策研究

通过分析沙漠环境对公路及其防沙体系的影响，探讨了保证沙漠公路能够畅通无阻的对策思路，提出了建立完善的沙漠公路沙害防治和道路养护系统的必要性和迫切性，并对系统的组成结构及具体配置等问题进行了初步探讨。     

浅议穿沙公路的勘测设计要点

结合沙漠地区公路测设的成功经验，指出穿沙漠公路的设计要点和沙漠公路选线的基本要求以及防风固沙的简易措施。