垃圾焚烧炉渣的力学特性和破碎特性试验研究

在不同的最大竖向压力(100~3 200 k Pa)下,对上海某生活垃圾焚烧厂炉渣进行了室内压缩试验和直剪试验,并在试验前后对所有试样进行了颗粒筛分。结果表明:炉渣的压缩破碎变形属于不可逆变化,在初始孔隙比一定的条件下,试样的最终压缩量受初始颗粒级配和颗粒大小的共同影响。此外,当炉渣受到的最大竖向压力小于其屈服应力时,压缩后试样的级配曲线较初始级配曲线变化不大;当炉渣受到的最大竖向压力超过其屈服应力时,颗粒破碎明显加剧,压缩后试样的级配曲线受最大竖向压力的影响较大。最后,对直剪试验后炉渣的破碎进行了分析,表明当压力达到一定大小后,由剪切作用产生的颗粒破碎将不再增长。     

侧限应力状态下非饱和膨润土的变形特性

采用测量侧向应力的压缩仪对不同初始密度和含水量的非饱和膨润土进行压缩试验,研究膨润土在侧限条件下由竖向荷载作用引起的变形及侧向应力的变化规律.根据试验结果,得到在含水量不变条件下非饱和膨润土的压缩变形特性,同时分析压缩过程中试样的孔隙比、饱和度及侧向应力的变化规律,归纳出非饱和膨润土中侧向应力与竖向应力之比与饱和度及竖向应力的关系.     

硬岩颗粒含量对昔格达填料压缩指标影响试验研究

为研究掺入砂岩颗粒含量对昔格达地层填料压缩特性影响规律,设计7组试验方案,依据级配等效替代,采用等质量比替换方式向昔格达填料中掺入砂岩颗粒的方式,探究了是否掺砂粒、掺后干密度变化及掺砂粒比例对红层填料压缩特性影响;分析了其应力应变曲线及压缩指标变化规律。试验结果表明,昔格达填料中掺入20%砂岩颗粒将增大填料压缩模量,降低其压缩系数及压缩指数;且其压缩模量随掺砂粒比例增大而逐渐增大,压缩系数与压缩指数随掺砂粒比例增大而逐渐减小。填料掺入20%砂粒后,当干密度不同时,其压缩曲线随应力增大呈扫帚状,且有汇聚趋势。若干密度为2.0 g·cm~(-3),按不同比例掺砂粒的填料压缩曲线,在应力为0.20 MPa附近存在汇集趋势。建议实际工程可通过增大掺砂粒比例,且增加压实重量方式改善昔格达路基填料压缩特性。     

减水剂掺量对早强型套筒灌浆料性能的影响

文章以聚羧酸减水剂掺量为变化参数,研究了早强型套筒灌浆料的流动度、竖向膨胀率以及抗压强度随减水剂掺量的变化情况,研究结果表明:随着减水剂掺量的增加,灌浆料的流动度先增大后呈减小的趋势;灌浆料的3h竖向膨胀率随减水剂掺量的增加逐渐降低,而24 h竖向膨胀率基本保持不变;减水剂掺量对硬化浆体的抗压强度影响不显著.     

云南红土室内滑坡模型相似材料的特性研究

针对云南典型红土,考虑掺合红土含量和养护时间的影响,通过比重、颗粒分析、直剪、压缩等试验,研究了掺合红土的物理和力学特性。试验结果表明:红土中掺入仿瓷粉、砂后,比重降低;随掺入含量的增大,红土颗粒中砂粒的含量逐渐增大,黏粒含量逐渐降低;红土中掺入还原铁粉后,比重显著增大,随掺入含量的增大,红土颗粒中砂粒的含量逐渐增大,黏粒含量逐渐降低。随掺入仿瓷粉含量的增加,养护时间的延长,总体上,红土的抗剪强度呈减小趋势,压缩系数呈增大趋势;随掺砂含量的增加,红土的抗剪强度呈增大趋势,压缩系数呈降低趋势,且变化存在一个合理的掺砂含量,尤其掺砂含量在10%～20%时,抗剪强度出现峰值,压缩系数出现谷值,养护时间对掺砂红土影响不明显。随掺入还原铁粉含量的增加,红土的抗剪强度逐渐增大、压缩系数逐渐减小,随养护时间的延长,其抗剪强度呈减小趋势,压缩系数没有明显的变化规律。     

掺入轮胎橡胶颗粒对砂土剪切性状的影响

为有效提高砂土填料的抗剪强度并降低其重度,利用废弃轮胎橡胶颗粒的良好表面摩擦性与低重度特性,将其掺入到砂土填料,形成加筋机制,通过直剪和三轴压缩试验,研究多种掺入比与不同围压条件下砂土剪切性状,对应力-应变特征进行模拟,并提出模型参数.根据实验结果,峰值剪切强度随橡胶颗粒掺入量增加而减小,峰值偏应力或峰值应力比在300～400 kPa围压下随橡胶掺入量增加而减小,在100～200 kPa围压下,基本不变,砂土泊松比受橡胶颗粒掺入量影响,并随主应力发生"弯转".围压小于200 kPa,掺入10%～20%的轮胎橡胶颗粒可提高砂土的抗剪强度,并降低材料重度,砂胶混合材料应力-应变关系可用Duncan-Chang模型模拟.     

卸载条件下粉砂的抗剪强度特性研究

为了研究卸载条件下粉砂抗剪强度的特性,采用粉砂试样进行了一系列卸载后的室内直剪试验,分析了卸载作用、超固结比(over-consolidation ratio,OCR)、先期固结压力和剪胀性对粉砂抗剪强度的影响。结果表明:对于同样的卸载后竖向应力,OCR越大,相同剪切位移对应的剪应力越大;当OCR较小时,峰值强度基本上随其增加而增加,当OCR较大时,它对峰值强度的影响较小;当卸载后竖向应力较小时,峰值强度随竖向应力几乎呈线性增加,当竖向应力增加到一定数值以上后,竖向应力变化对峰值强度几乎没有影响;并且得到了OCR为1、2、4时,其内摩擦角分别为22.2°、28.0°和31.9°。     

粉煤灰改良膨胀土不良工程特性试验研究

以南京市秦淮东河的膨胀土为研究对象,采用工业废料粉煤灰作为改良剂,通过自由膨胀率试验、界限含水率试验、干湿循环试验、快剪试验以及渗透试验来研究粉煤灰改量膨胀土不良工程特性的试验效果.试验结果表明,粉煤灰改良膨胀土降低了胀缩性,自由膨胀率随粉煤灰掺量的增加而减小;改良土较素土液限降低,塑限升高,塑性指数呈减小趋势;掺入粉煤灰可以提高膨胀土抗剪强度,而且黏聚力和摩擦角均随粉煤灰掺量的增加而增大;粉煤灰的掺入提高了膨胀土水稳性,能够抑制膨胀土干湿循环过程中的裂隙发展和强度衰减,并改善了膨胀土的低渗透性.     

膨润土-红黏土混合土对NaCl溶液的渗透试验研究

针对不同质量配比的膨润土-红黏土混合土压实样,开展不同浓度的NaCl溶液渗透试验;基于扩散双电层理论和土颗粒微观结构,分析溶液浓度对不同质量配比混合土渗透系数的影响机理;根据试验结果,建立混合土渗透系数与膨润土掺量(质量分数)的函数关系式。研究结果表明:混合土的渗透系数随着膨润土掺量的增加而降低,膨润土的加入明显提高了混合土的防渗和化学阻滞能力;随着溶液浓度提高,红黏土的絮凝程度增加,渗透系数降低;掺入质量分数为20%的膨润土后,随着溶液浓度提高,混合土扩散双电层被压缩,渗透系数相应增大。     

基于正交设计的Ⅳ级弱膨胀性围岩相似材料试验研究

为了研制适用于隧道模型试验的Ⅳ级弱膨胀性围岩相似材料,运用正交试验设计理论,以细砂、黏土、膨润土、石灰和水作为原材料,设计了四因素四水平的正交试验方案,进行了称重、直剪、自由膨胀率和干燥饱和吸水率试验,获得了不同配比相似材料的物理力学参数指标。试验结果表明:相似材料在不同配比下的参数指标变化范围较广,能够满足相似材料所需的参数指标要求;运用极差法分析了各因素对相似材料参数的影响程度和趋势,发现相似材料的重度变化主要体现在随骨料增加而增大,黏聚力与内摩擦角变化主要体现在随含水率增大而减小,自由膨胀率与干燥饱和吸水率变化主要体现在随膨润土减少而减小。     

聚丙烯纤维膨润土的试验研究和机制分析

为研究聚丙烯纤维的含量对膨润土强度和变形的影响,本文通过等向压缩试验、常规三轴压缩不排水剪切试验和固结快剪试验等对不同质量掺量(0、0.25%、0.5%)的聚丙烯纤维膨润土进行研究。试验结果表明:对于某一膨润土,当纤维选择合适,纤维加筋可以有效抑制膨润土体的变形,并存在一个最优加筋率;纤维的含量对膨润土的强度有一定的影响,在相同围压下,纤维掺量在0.25%左右对土体的增强效果最好;纤维主要增加的是土体的黏聚力,对土体的内摩擦角影响不大。     

SiO2/CaCO3复合补强剂对PEMFC垫片材料力学性能的影响

补强剂对质子交换膜燃料电池(PEMFC)垫片材料的力学性能至关重要。选用甲基乙烯基硅橡胶生胶作基础胶,以气相法SiO_2和纳米CaCO_3作复合补强剂制备硅橡胶垫片材料。通过改变补强体系中m(SiO_2)∶m(CaCO_3),研究SiO_2/CaCO_3复合补强剂对PEMFC垫片材料力学性能的影响。实验结果表明:在CaCO_3质量相同且羟基硅油质量随补强剂总质量等比例变化的条件下,随着m(SiO_2)的增加,垫片材料的拉伸强度和硬度升高,但压缩永久变形和压缩应力松弛随之增大;在m(SiO_2)相同且羟基硅油质量随补强剂总质量等比例变化的条件下,随着m(CaCO_3)的增加,垫片材料的拉伸强度和硬度降低,而压缩永久变形和压缩应力松弛随之减小。当m(SiO_2)∶m(CaCO_3)为30∶10时,垫片材料的拉伸强度达到4.93 MPa,压缩永久变形为5.3%(25℃、72 h),压缩应力松弛为7.4%(25℃、24 h),此时垫片材料的拉伸强度、硬度、压缩永久变形和应力松弛等综合力学性能相对较好。     

纳米CaCO3对水泥基材料性能与结构的影响及机理

采用超声波分散方式将纳米CaCO_3掺入水泥基材料,研究了不同掺量纳米CaCO_3对水泥基材料性能与结构的影响,并利用X射线衍射和扫描电镜分析其影响机理.结果表明:掺入纳米CaCO_3后,水泥基材料流动度降低,浆体表观密度增大,抗折和抗压强度提高.纳米CaCO_3掺量为1.5%(质量分数)时,对水泥基材料的力学性能提高最为显著,纳米CaCO_3掺量过多则不利于强度发展.纳米CaCO_3的掺入会加速水泥的水化,早期使水化产物Ca(OH)_2等增加;纳米CaCO_3改善了界面结构和水泥石结构,使水泥基材料的结构变得更加均匀密实.结果显示纳米CaCO_3掺入后对水泥基材料的力学性能与结构有利.     

磷尾矿改良合肥膨胀土强度试验研究

以合肥某公路工程膨胀土为原材料,在保持含水率和干密度不变的情况下,将磷尾矿按不同质量比掺入膨胀土中,对改良后土体进行无荷膨胀率、无侧限抗压强度及三轴压缩试验。试验结果表明,随着磷尾矿掺量的增加,改良土的膨胀率逐渐降低,磷尾矿可有效减小膨胀土的膨胀性;主应力差峰值随着磷尾矿掺量的增加,呈现先增大后减小的趋势,在掺量为6%时,抗剪强度达到最大;黏聚力随着磷尾矿掺量的增加而减小,内摩擦角先增大后减小。     

高庙子钙基膨润土的膨胀特性

对高庙子钙基膨润土进行了膨胀变形试验、膨胀力试验及湿陷试验, 研究了其膨胀特性及湿陷特性. 试验结果表明: 膨胀力随初始干密度的增加而增大, 且膨胀力的对数与初始干密度大致呈线性关系; 浸水引起的膨胀应变随着竖向应力、初始含水量的增大而减小, 且随着初始干密度的增加而增大; 膨胀速率随初始干密度的增加而增大,随竖向应力、初始含水量的增大而减小; 在相同竖向应力下, 3 种试验方法得到的浸水饱和稳定后的孔隙比大致相同, 在双对数坐标下, 孔隙比与竖向应力呈线性关系.     

粉煤灰掺量对含黏粒粉砂土力学性能影响

为提高粉砂土地基抵抗循环荷载的能力,采用工业废料粉煤灰对粉砂土进行改良实验。选用五种不同配合比的粉煤灰改良饱和粉砂土,对其进行直剪试验、动三轴试验和扫描电子显微镜（SEM ）试验,分析了粉煤灰掺入量对饱和改良粉砂土抗剪强度的影响,并将不同粉煤灰掺入量的饱和改良粉砂土的应力应变曲线用Hardin-DrnevichD-H 双曲线模型进行拟合,讨论粉煤灰掺入量对拟合参数的影响,随后提出了仅考虑粉煤灰掺入量影响的动弹性模量经验公式和阻尼比经验公式,最后通过SEM试验照片对素土和15%粉煤灰掺入量的改良土的微观结构进行对比。结果表明：在一定限度内,增加粉煤灰的掺入量可以有效提高土体抗剪强度、初始弹性模量,降低阻尼比的增长速度。     

Ⅳ级弱膨胀围岩相似材料的试验研究

为了研制Ⅳ级弱膨胀围岩的相似材料,选取河砂、黏土、膨润土和自来水为原料,利用正交试验设计方法,设计了一个L16(43)三因素四水平正交试验方案,并通过称重、直剪、自由膨胀率和干燥饱和吸水实验,得出了各配比的控制指标值,利用极差法分析影响各控制指标的主要因素;试验结果表明:相似材料正交试验的指标值变化范围很大,能够满足相似材料的各项指标要求;含水率是影响黏聚力、内摩擦角的主要因素,膨润土的含量是影响自由膨胀率和干燥饱和吸水率的主要因素。     

纤维煤矸石改良膨胀土强度特性及邓肯-张模型参数

为了改善膨胀土胀缩性能和强度特性,本研究以煤矸石和纤维为固土材料,研究聚丙烯纤维和煤矸石对膨胀土的强度影响及本构关系。首先将不同质量比的煤矸石掺入到膨胀土中,通过无荷载膨胀率试验和收缩试验,分析煤矸石掺量对膨胀土胀缩性的影响,确定煤矸石的最佳掺入比为40%;在此基础上掺入不同掺量的聚丙烯纤维,进行三轴固结排水试验,研究纤维对煤矸石改良膨胀土强度及其邓肯-张模型参数的影响。研究结果表明,掺入纤维后改良土的抗剪强度随着纤维掺量的增加呈先增大后减少的趋势,最佳纤维掺量为0.3%,并且周围压力越高,纤维对改良土强度提高越显著;通过对纤维煤矸石改良膨胀土应力应变的分析,得到了材料的邓肯-张模型参数,采用Matlab软件获取纤维掺量和围压对模型参数a,b的拟合函数,将其代入邓肯-张模型中,模型能较好地模拟试验获得的应力-应变数据。     

考虑击实温度的可回收沥青路面材料直剪蠕变试验

为研究不同施工温度下作为路基填料的可回收沥青路面(RAP)材料的蠕变特性,针对沥青成分具有黏附性和温度敏感性的特点,开展了击实温度为0℃和50℃时RAP试样的直剪试验和蠕变试验.直剪试验结果表明:相同击实温度下,竖向应力越高,抗剪强度越大,达到峰值剪应力对应的剪应变越大;抗剪强度指标随击实温度升高而增加.直剪蠕变试验结果表明:相同剪应力比下,击实温度越高,蠕变破坏时间越长;相同击实温度下,竖向应力越大,蠕变破坏时间越长;临界剪应力比随击实温度升高呈线性增加.通过揭示3个参数经验蠕变模型中各参数随击实温度的定量变化规律,建立考虑击实温度影响的修正蠕变模型.工程应用中建议在夏季施工,以提高击实温度,从而增加临界应力比,提高抗蠕变性能.     

重塑玄武岩残积土抗剪强度的试验研究

文章以重塑玄武岩残积土为研究对象,采用直剪试验测定了不同干密度、含水率下土体的抗剪强度及其强度指标,得到了黏聚力和内摩擦角随含水率的变化规律;通过滤纸法测定了不同干密度条件下残积土的土水特征曲线,结合直剪试验结果,分析了基质吸力对抗剪强度的影响规律。结果表明:随含水率增大,黏聚力呈先增大后急剧减小趋势,内摩擦角呈逐步减小趋势;在试验所得基质吸力范围内,随基质吸力增大,抗剪强度先增大后不变,非饱和抗剪强度参数φ~b逐步减小且最终趋于0°,即基质吸力对抗剪强度的贡献是有限的;竖向荷载对φ~b有较大的影响,竖向荷载越大,φ~b越大。