冻融循环作用下土的性质对纤维水泥土力学性质的影响

为了研究冻融循环作用下土的性质对纤维水泥土力学性质的影响,以玄武岩纤维和水泥为加固材料,选取两种不同类型土体制作成试件进行无侧限抗压强度试验和冻融循环试验。通过研究发现,玄武岩纤维的加入未必能提高水泥土的强度,土体的性质是影响水泥土无侧限抗压强度的主要因素之一。冻融循环作用下土的性质对水泥土力学性质及破坏状态具有重要的影响。随着冻融循环次数的增加,水泥土的无侧限抗压强度逐渐减低,而纤维的添加可以有效降低水泥土强度损失,提高水泥土抵抗冻融循环的能力。研究结果可为冻融循环作用下玄武岩纤维水泥土力学机理的研究提供一定的理论基础,可为纤维水泥土在季节性冻土区的应用提供一定的借鉴和参考。     

天然浮石粉对水泥土力学性能的影响

为充分利用当地自然资源,改善路基施工过程中的软弱地基现状,用浮石粉水泥土试件进行了不同水泥掺量、不同浮石粉掺量的水泥土三轴剪切试验,进一步分析了水泥土的力学性能,通过三轴剪切试验测得不同围压下水泥土的应力—应变曲线、峰值强度等力学指标.试验结果表明:随着水泥掺量的增加,浮石粉水泥土的抗剪强度增大,但水泥掺量达到16％以...     

水泥加固高含盐软土的强度和微观结构研究

通过高含盐水泥土室内无侧限抗压强度试验,研究了Mg2 ,Cl-,SO42-离子含量变化对高含盐水泥土强度的影响及其变化规律;利用X射线衍射和扫描电子显微技术,分析了不同离子含量下水泥土的微观结构特征及其与水泥土强度的内在联系.研究结果表明,水泥土强度与C—S—H及C—A—H总含量存在很好的线性相关性;高含盐软土中Mg2 ,Cl-,SO42-含量变化不仅引起水泥土微观结构的差异,而且高含量对水泥土强度有不同程度的负面影响,这应引起工程应用中的重视.     

重金属铅对水泥土强度影响规律的试验研究

为了探究重金属铅对水泥土强度的影响,通过电阻率和无侧限抗压强度试验,研究了铅离子对水泥土强度和电阻率特性的影响规律,并且对其化学微观机理进行了简要分析。结果表明:在各个龄期下,水泥土的强度和电阻率都随着铅离子含量的增加先降低后升高再降低,无侧限抗压强度和电阻率都出现了峰值和谷值;在不同铅离子含量下,水泥土的强度和电阻率都随着龄期的增加而增长;电流频率对含铅水泥土的电阻率有着明显的影响规律,可将50 k Hz至1 MHz范围内的电流频率作为适宜测量频率;强度随着电阻率的增加大体呈对数增长关系。     

土体污染对水泥土力学性质的影响

为了研究污染对土体性质和水泥土力学特性的影响,采用室内模拟试验,探讨了自然土在遭受不同污染源污染土体性质的变化,对比分析了由自然土和污染土配制成的水泥土在不同龄期的外观特征、无侧限抗压强度,得到土的塑性指数随污染源和含量的变化规律,及各种条件下水泥土试块表观变化现象、破裂形态和无侧限抗压强度曲线．试验结果和分析表明,污染物的种类和含量对土的塑性指数和水泥土强度有重要影响,硫酸污染土配制的水泥污染土抗压强度发生了变化,特别是在高含量条件下,强度折减显著,统计得出水泥土抗压强度与水泥污染土抗压强度间的环境影响系数,对污染土条件下进行水泥土应用提供了一定的拳孝依据．     

硫酸溶液对水泥土强度影响的试验研究

通过由硫酸污染土配制成的水泥土室内模拟试验,对不同硫酸质量比条件下,一定水泥掺量的水泥土试件外观特征及无侧限抗压强度进行实时观测和记录,得到硫酸水泥污染土试件表观特征照片和抗压强度变化曲线;试验结果分析表明,硫酸对水泥土外表形态影响不大,没有出现开裂、起皮等现象,但是对水泥土外表颜色和力学强度产生了明显影响,由污染土配制成的水泥土颜色较干净土配制成的水泥土颜色有了明显变化;硫酸质量比不同,水泥土强度存在很大差异,得出除硫酸质量比为9 000 mg/kg外,其他硫酸质量比条件下的水泥土强度在90 d龄期时均有不同程度的降低,并且探索性地讨论了硫酸导致强度发生变化的原因,文章对水泥土在硫酸污染条件下的应用及工程设计具有一定参考价值.     

水泥土强度特性和损伤本构模型研究

为探究围压对水泥土强度特性的影响以及建立不同围压影响下的损伤本构模型,开展室温和冻结状态不同围压下三轴剪切试验.考察了围压对水泥土力学参数的影响规律,建立能够反映出低围压对冻结水泥土强度的强化作用和高围压的弱化作用的修正Hoek-Brown强度准则.假设水泥土微元强度的分布规律服从双参数的Weibull函数,基于Hoek-Brown强度准则和其修正形式分别确定室温和冻结状态下水泥土微元强度,建立了考虑围压的统计损伤本构模型.结果表明,基于Hoek-Brown强度准则和其修正形式建立的损伤本构模型能够较好地描述室温和冻结状态下水泥土应力-应变曲线,且能够反映出冻结状态水泥土低围压下的应变软化现象与高围压下的应变硬化现象.室温状态时不同围压下损伤变量随轴向应变变化曲线形状相似,均随轴向应变增加呈"S"型单调递增.冻结状态下低围压抑制水泥土损伤劣化程度;高围压使其损伤劣化程度增加,在轴向应变很小时,损伤变量就达到较大值.     

海湾相有机质浸染砂的固化试验研究

海南省沿海地区分布着一种特殊的有机质浸染砂,单纯采用水泥作为固化剂的深层搅拌法不能有效提高其力学强度,因此选用不同材料做外掺剂对其进行了大量的固化试验。通过不同水泥、不同水泥掺入比、不同固化材料及其掺入比、不同水灰比和龄期下水泥土的无侧限抗压强度试验以及微观结构试验,研究了有机质浸染砂的最优固化材料及水泥土的配合比;分析了水泥土的力学行为、变化规律和加固机理,发现单纯采用水泥不能有效加固海湾相有机质浸染砂的原因是水泥的水解水化作用会发生延缓,以及砂颗粒与水解水化产物的作用受到阻碍,掺入适量的熟石灰可获得较好的加固效果。     

冻融循环对水泥土力学特性的影响

以水泥土在季节性冻土地区的路基、基坑挡土墙以及堤防防渗墙等水泥土工程中的安全性为研究背景,对不同冻融循环次数后的水泥土进行抗剪强度、抗压强度以及渗透系数试验,得到了不同冻融循环次数对水泥土抗剪强度、抗压强度以及渗透系数影响的试验数据.试验数据表明,水泥土的抗剪强度、抗压强度随着冻融循环次数的增加而降低,水泥土的渗透系数随着冻融循环次数的增加而增大,建立了水泥土抗剪强度、抗压强度以及渗透系数随冻融循环次数变化的回归曲线方程.结果表明水泥土在季节性冻土地区应用时应考虑冻融循环对水泥土力学性能的侵蚀效应.     

偏高岭土对水泥土强度及渗透系数的影响研究

为了研究偏高岭土的掺入对水泥土强度及渗透系数的影响,采用室内试验研究方法,通过用偏高岭土等量替换水泥制作水泥土试块,对不同偏高岭土掺量的水泥土试块在不同养护龄期下进行无侧限抗压强度试验及渗透试验,探究偏高岭土掺量和龄期对水泥土强度和渗透系数的影响。研究结果表明:一定量偏高岭土的掺入能极大地提高水泥土的强度并且减小水泥土的渗透系数,且在偏高岭土掺量为3%时达到最佳,同时表明了水泥土的渗透系数和强度具有较好的线性相关性。     

偏高岭土对水泥土强度及渗透系数的影响

为了研究偏高岭土的掺入对水泥土强度及渗透系数的影响,采用室内试验研究方法,通过用偏高岭土等量替换水泥制作水泥土试块,对不同偏高岭土掺量的水泥土试块在不同养护龄期下进行无侧限抗压强度试验及渗透试验,探究偏高岭土掺量和龄期对水泥土强度和渗透系数的影响。研究结果表明:一定量偏高岭土的掺入能极大地提高水泥土的强度并且减小水泥土的渗透系数,且在偏高岭土掺量为3%时达到最佳,同时表明了水泥土的渗透系数和强度具有较好的线性相关性。     

水泥固化镉污染土的电阻率及强度试验研究

通过对水泥固化镉污染土进行电阻率和无侧限抗压强度试验,揭示了交流电频率对水泥固化镉污染土电阻率的影响,龄期和镉离子含量对水泥土电阻率和强度的影响规律以及电阻率与无侧限抗压强度的关系。结果表明:电阻率随电流频率的增加而明显降低,建议采用50kHz~1MHz的电流测试频率范围;水泥土的强度及电阻率均随龄期的增加呈对数增加;当镉离子质量分数为50mg/kg时,水泥土的强度和电阻率都达到最大值,随着镉离子质量分数的继续增加,强度和电阻率基本保持不变,且普遍高于无镉离子时的水泥土;水泥土强度同电阻率呈现出很好的线性关系。     

氯化钠、氯化镁侵蚀环境对水泥土力学性质影响试验研究

为了研究水泥土在氯化钠、氯化镁溶液侵蚀下的力学效应和侵蚀机理,设计进行了室内氯化钠和氯化镁两种溶液浸泡侵蚀试验。两种浸泡溶液浓度分别有0,1.5 g/L,3 g/L,6 g/L,浸泡时间为7 d,14 d及28 d,浸泡过程中对浸泡溶液的浓度进行定期取样、检测其离子浓度。对浸泡后的试件进行无侧限抗压强度试验,结合浸泡期间侵蚀溶液的离子浓度检测结果,从化学动力学的角度分析水泥土在这两种溶液中的受侵蚀机理。结果表明在浸泡过程中,钠离子、镁离子、氯离子的活跃度依次减小;氯离子的侵蚀效果主要取决于CaCl2·6H2O结晶的生成量;氯化镁溶液中,镁离子和氯离子共同对水泥土产生侵蚀作用,镁离子对水泥土的负面影响大于氯离子。     

冻融循环对赤泥-钢渣改性水泥土强度的试验研究

为研究季节性冻土区域冻融循环次数对赤泥-钢渣改性水泥土无侧限抗压强度的影响,进而探究赤泥-钢渣最优掺量配比,将不同掺量的赤泥、钢渣加入水泥土后在不同冻融循环次数条件下进行无侧限抗压强度试验和扫描电镜试验。研究结果表明:当赤泥掺量为8%(质量分数),钢渣掺量为2%(质量分数)时,水泥土的无侧限抗压强度值最大,受冻融循环作用的影响较小;改性水泥土的无侧限抗压强度随着冻融循环次数的增加逐渐减小,以第1次冻融循环对改性水泥土强度损失的影响最为强烈。此外,结合扫描电镜实验结果显示,加入赤泥和钢渣有助于增长水泥土中AFt晶体和C-S-H凝胶等水化产物的生成,揭示了赤泥和钢渣对水泥土强度的作用机理与水泥土在冻融循环条件下强度的损伤破坏机理。     

水泥土早期固化的交流阻抗特征研究

基于水泥土的早期(48h)固化试验,通过测试不同固化时间下水泥土的交流阻抗参数(|Z|,Z′,Z″,θ),揭示了各参数随时间的变化规律。在对各参数变化机理解释的基础上,对水泥土固化过程划分了溶解期、诱导期和硬化期3个阶段。研究表明,水泥土的|Z|、Z′、Z″和θ随时间的变化可以较好地解释水泥土固化过程中离子的溶解、水泥的水化、水泥水化产物与土中活性物质的硬凝反应等复杂过程。     

石粉改进水泥土强度的实验研究

将石材加工厂产生的石粉作为外掺剂添加到水泥土中形成石粉水泥土,对不同石粉含量的水泥土试件进行无侧限抗压强度试验,研究石粉含量及龄期对水泥土强度的影响.结果表明,石粉作为一种外掺剂能大幅提高水泥土的强度,且石粉掺量为10%时的水泥土强度最高.     

麦秸秆水泥土强度特性的初步试验研究

将天然麦秸秆加入水泥土中,提出了麦秸秆水泥土的基本概念。考虑水泥土龄期、水泥掺入比、麦秸秆长度、加筋率、麦秸秆形状等影响因素,通过试验初步研究了麦秸秆水泥土的无侧限抗压强度和抗折强度。结果表明,龄期和水泥掺入比对麦秸秆水泥土强度的影响与普通水泥土类似,麦秸秆长度对麦秸秆水泥土无侧限抗压强度和抗折强度的影响规律差异较大;在低加筋率下,可以保持麦秸秆水泥土强度变化不大;麦秸秆形状对麦秸秆水泥土强度的影响也极小,可忽略不计。最后分析了麦秸秆水泥土的作用机制,掌握了麦秸秆水泥土的基本特性。     

冻融循环作用下水泥土统计损伤模拟方法研究

季冻区公路水泥土路基在历年冻融循环作用下,常发生翻浆、冻胀现象威胁道路行驶安全。为了研究冻融循环作用下水泥土变形破坏全过程,根据弹性模量衰减规律定义冻融损伤变量,假设受荷损伤微元强度服从Weibull概率密度分布,得到受荷损伤变量,从水泥土受荷微单元和冻融微单元之间的关系出发,构建冻融、受荷总损伤变量。引入损伤修正因子,建立新的冻融循环作用下的水泥土统计损伤模型,基于试验成果和线性回归曲线拟合法,求取模型参数。开展不同冻融循环次数下的水泥土三轴压缩试验,分析损伤累积规律,利用所建模型辨识水泥土试验数据,证明所建模型的合理性和可行性。研究成果为冻融循环作用下水泥土力学行为模拟和季冻区公路路基设计、施工及养护提供一定参考。     

珠三角地区现场水泥土的力学性质

研究珠三角地区淤泥、淤泥质粘土形成的水泥土的力学性质可为水泥土搅拌桩的设计和施工提供直接依据．文中在1天龄期内钻探取出现场的桩身水泥土制作成试样，养护到不同龄期，测定其物理性质指标以及无侧限抗压强度、剪切强度、压缩模量等力学性质指标，得到了现场水泥土强度的增长规律及影响因素，获得以下结论：现场水泥土强度随龄期明显增长，28天龄期无侧限抗压强度约为室内水泥土配合比试验强度的一半；原状土为淤泥的现场水泥土的28～90天龄期压缩系数为0．1～0．4MPa^-1，具中等压缩性；90天龄期现场水泥土的无侧限抗压强度为0．4～1．1MPa，比原状土增加了19．9～56．6倍．     

水泥土中GFRP筋的界面黏结特性试验研究

加筋水泥土桩锚支护技术广泛应用于边坡与基坑工程的加固,而常用的钢筋等金属材料筋体在富水及高腐蚀性的环境中往往会面临锈蚀的风险.玻璃纤维增强塑料筋(GFRP筋)因其抗拉强度高、抗腐蚀性强等特点将成为金属材料筋体的重要替代.为揭示GFRP筋-水泥土界面的黏结特性,通过12组不同配比下水泥土的无侧限抗压强度试验以及对应水泥土中GFRP筋的单元体中心拉拔试验,获得了GFRP筋-水泥土界面黏结滑移曲线,并进一步得到了界面黏结强度与水泥掺入比及土体含水量的相关关系.基于界面黏结滑移曲线的形态特征,对GFRP筋-水泥土界面的承载过程及机理进行了分析.研究结果表明:GFRP筋-水泥土界面黏结强度随土体含水量的增大而降低,随水泥掺入比的增大而升高;GFRP筋-水泥土界面极限黏结强度与筋体周围水泥土的无侧限抗压强度呈明显的线性关系;界面黏结滑移曲线可分为弹性段、软化段、残余上升段、残余下降段4个阶段,各阶段分界点对应的界面黏结强度与界面极限黏结强度间存在不同的比例关系,可引入强度折减系数进行刻画.本文研究揭示了GFRP筋在水泥土中的黏结强度发挥机理,建立了基于水泥土配比的界面黏结强度预测模型,为GFRP筋加筋水泥土技术的工程应用提供了理论依据.