粉煤灰水泥土力学特性试验研究

针对上海苏州河区域的软土特点,将粉煤灰和水泥作为固化材料加固饱和软黏土,研究粉煤灰对水泥土力学特性的影响.通过无侧限抗压强度试验,研究了不同粉煤灰掺量、水泥掺量以及不同龄期对水泥土强度和变形特性的影响;通过Matlab数据拟合,提出了水泥粉煤灰固化土的强度预测方法.随着龄期的增长和粉煤灰掺量的增加,固化土的应力应变关系由塑性破坏转变成脆性破坏.当粉煤灰掺量过高时,水泥土中易发生耦合反应,影响固化效果.因此,水泥掺量与粉煤灰掺量比例为1∶1,且粉煤灰最佳掺量为14%~18%.     

钢渣粉固化淤泥质水泥土强度特性试验研究

采用电子探针、X射线衍射、扫描电镜等研究方法,分析了钢渣粉的化学成分、矿物组成及微观结构,结果表明钢渣粉具有胶凝潜力。把钢渣粉作为淤泥质水泥土的外掺剂,制备钢渣粉淤泥质水泥土试块,通过无侧限抗压强度试验研究钢渣粉掺入比对淤泥质水泥土无侧限抗压强度的影响。试验发现在水泥掺量和龄期相同的条件下,随着钢渣粉掺量的增加,水泥土试块的无侧限抗压强度先增后降,当控制好钢渣粉掺量时,可以有效提高淤泥质水泥土的强度。最后,在结合试验数据的基础上,从理论上分析了水泥和钢渣粉加固淤泥质土的作用机理,为钢渣粉在水泥土中的应用提供了理论依据。     

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。     

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.     

超深水泥土搅拌桩的原位水泥土强度特性

根据48根长16～27m的超深水泥土搅拌桩的现场取芯、标准贯入试验和无侧限抗压强度试验结果,考察了现场桩身水泥土的含水量和容重变化,统计了标贯击数、无侧限抗压强度的大小和分布,分析了标贯击数、变形模量与无侧抗压强度的相互关系,以及现场水泥土强度和室内强度的关系.     

季冻区水泥土的强度预测模型与变形特征

为了研究季冻区水泥土的强度与变形特征,推动其在寒区设施农业与新农村建设中的应用,以内蒙古黄河灌区周边典型的粉砂土为主要骨料,以硅酸盐水泥为胶凝材料,采用机械压实和人工击实方法分别制作了高径比为1和2的圆柱体试件,利用WDW-50微机控制电子式万能试验机开展单轴抗压室内试验。对比研究了两种成型试件的强度变化规律,建立了相应的强度预测模型;并对其破坏形态、破坏应变和变形模量开展了分析。试验结果表明：两组成型试样具有相似的强度变化规律,强度预测模型的建立需要精细化研究;高径比与水泥掺量的变化对破坏形态、破坏应变影响很大,试样的变形模量与无侧抗压强度基本满足线性关系。     

腐殖酸对水泥土强度的影响

通过无侧限抗压强度试验,研究了腐殖酸质量分数、胡敏酸质量分数、富啡酸质量分数、水泥掺入比、水灰比、龄期等因素对含腐殖酸水泥土强度的影响.结果表明:胡敏酸对水泥土强度的影响大于富啡酸;当其他条件相同时,含腐殖酸(质量分数为5%)水泥土的无侧限抗压强度是普通水泥土的1/3左右;水灰比从0.40提高到0.75的过程中,含腐殖酸水泥土的强度起初随着水灰比的增大而提高,当水灰比超过一定值(0.65)后,随着水灰比的增大,强度大幅度下降;含腐殖酸水泥土的强度随龄期的增长速度大大低于普通水泥土,表明腐殖酸的影响并不会随龄期而减小.     

污染环境下水泥土的力学特性研究

通过室内无侧限抗压试验的方法,探讨了各种侵蚀性的离子在不同浓度不同龄期下对水泥土的力学效应,对水泥土的加载破裂过程和特征进行了实时观测,得到了荷载位移曲线以及相对应的破裂过程照片。试验结果表明,化学作用对水泥土的力学性质具有明显的影响,在低浓度盐溶液中金属离子对水泥土的强度有增强作用,高浓度硫酸盐溶液中硫酸根离子的腐蚀作用使水泥土的强度降低。     

粉煤灰水泥土力学特性试验研究

为改善常规水泥土后期承载力不足、变形较大等问题,通过开展无侧限抗压试验和劈裂抗拉试验,研究粉煤灰掺量和养护龄期对水泥改良黏土的力学特性的影响。试验结果表明随粉煤灰掺量的增加,水泥改良黏土强度和变形模量均呈现先增加后降低的变化趋势,当粉煤灰掺量为3%时达到峰值,并随着养护龄期的增长而增长。变形模量和无侧限抗压强度之间的比值在48.59～106.26之间;压拉强度大致呈线性变化,抗拉强度随抗压强度的增加而增加。     

橡胶水泥土初期受冻试验

研究橡胶水泥土(RCS)在寒冷地区应用的可行性,对初期受冻的RCS进行标准养护,考察受冻后养护龄期、橡胶粉粒径和掺量等因素对抗压强度的影响。结果显示,RCS在相同标养龄期条件下,初期受冻90d后再标养的试块抗压强度略高于正常标准养护方式,而不掺橡胶粉的普通水泥土(CS)两种情况的抗压强度基本相同。普通标准养护90d的试块强度与初期受冻50 d再养护60 d的RCS抗压强度相近。在负温阶段RCS抗压强度增长率大于CS,但后期增长速度比CS稍缓。研究表明RCS的抗冻性能高于CS,适合在寒冷地区应用。     

夯实水泥土强度影响因素的试验研究

为了找出影响夯实水泥土强度的几个主要因素最合理配比值,针对洛阳地区黄土性粉质粘土的土质情况,通过对108组水泥土试块无侧限抗压强度的试验研究,定量地分析了夯实水泥土桩的最优含水量、合理的水泥掺量和最佳的养护龄期。结果表明:夯实水泥土抗压强度值随着水泥掺量的增大而逐渐增大,水泥掺加一定量后其强度提高的趋势将变缓,较为经济合理的水泥掺量应在10%～15%之间;最佳养护龄期为前28天,这是水泥土强度增加的关键阶段。该结论对土建工程设计及施工单位寻求更加经济、合理的施工配合比和参数提供了理论和试验依据。     

水泥土受压过程中电阻率的变化研究

通过对水泥土进行无侧限强度试验,并同步测量其电阻率,分析了水泥土在受压变形过程中电阻率变化规律。研究表明,水泥土电阻率随龄期和无侧限抗压强度的增大而增大,随着应变的增加而逐渐降低;当应变增加到一定程度时,电阻率趋于稳定,此时水泥土的应力达到最大值,并发生破坏;水泥土电阻率和应变的关系能够很好地反映在受压变形过程中水泥土损伤的4个阶段,水泥土损伤越大,裂纹越多且相互连通程度越大,孔隙水贯通性越强,结构的整体导电性就越高,水泥土的电阻率越低。为建立水泥土的电阻率损伤模型奠定了基础。     

生活污水对水泥土影响的对比试验

通过室内模拟试验,对比研究了生活污水污染前后水泥土抗压强度和电阻率的变化规律。试验结果表明,污染前后水泥土试块的无侧限抗压强度和电阻率均随着龄期的增加而增大,但是生活污水对水泥土强度和电阻率的影响随着时间的增加而逐渐加剧;水泥土试块的电阻率随无侧限抗压强度呈线性增长关系;建立了生活污水对水泥土强度影响的预测公式。     

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．     

击实水泥土强度随养护龄期增长的微观机理

通过室内夯实水泥土桩无侧限抗压强度实验和微观结构观测,研究了击实水泥土强度随养护龄期增长的微观机理.实验结果表明:随养护龄期的增长,击实水泥土块的无侧限抗压强度增加,渐趋于一个稳定值;60d龄期强度即可作为击实水泥土的设计强度.水泥土强度随龄期增长实质上反映了水泥水化凝胶体与拌和土料中的活性物质之间的离子交换和团粒化作用,以及硬凝反应程度由弱变强,在微观结构上表现为水泥土块中水化物结晶体由絮状、纤维状结构逐渐变为菊花状结构,最终形成网格状结构;粒间孔隙由大变小,分散状的土颗粒发生团粒化,随着水化作用的持续进行,相邻团粒被网格状水化物晶体联接形成水泥土结石体,从而导致水泥土强度的提高.     

水泥和添加剂对高含盐水泥土强度的影响

通过室内试验研究了三种不同品种的水泥对加固连云港地区高含盐软土的适应性,并分析了水泥掺入量和添加剂变化对高含盐水泥土强度的影响．根据设计要求制作出相应的水泥土试件,采用正交试验方法进行7d,28d和90d三种龄期下试件的无侧限抗压强度的测定．试件研究结果可以定量地说明水泥品种、掺入量和添加剂对高含盐水泥土强度的影响效应,为解决水泥土加固高含盐软土地基所引起的关键技术问题提供理论指导．     

纳米硅粉水泥土抗腐蚀性能研究

水泥土搅拌法处理近海软土时, 水泥土常处于腐蚀性环境中。系统研究掺入纳米硅粉的水泥土的抗腐蚀性能, 为水泥土抗腐蚀性能改良、近海区软土水泥土搅拌法加固提供依据。选取珠江三角洲典型的淤泥质粘土, 按天然含水量配制试验用土,加入掺入比为0%～4%的纳米硅粉配制水泥土试件, 在腐蚀性硫酸盐溶液和纯水中养护到不同龄期, 对其进行无侧限抗压强度对比试验, 得到了水泥土强度与纳米硅粉含量及腐蚀性养护环境关系的变化规律。主要结论是: 两种养护环境下, 纳米硅粉提高水泥土强度的长期效果比短期效果显著, 龄期90 d内纳米硅粉掺入比为2%的水泥土强度最大; 但龄期180 d时水泥土强度随纳米硅粉掺量的增加而增加; 硫酸盐腐蚀环境能加速纳米硅粉和水泥水化产物的二次水化反应, 大幅提高水泥土的强度, 纳米硅粉能显著提高水泥土的抗腐蚀性能; 龄期180 d时, 养护在硫酸盐溶液中纳米硅粉掺入比为2%～4%的水泥土, 强度比掺入比为0%的水泥土强度高(2～3)倍, 也比相同配比养护在纯水中水泥土强度高15%～20%。     

复合矿粉水泥土的无侧限抗压强度试验

将工业中生产的废渣制作成的复合矿粉掺加至水泥土中,既增强其性能,同时也可达到利废环保的目的。通过室内无侧限抗压强度试验,运用正交试验方法研究了影响复合矿粉水泥土抗压强度的主要因素及其影响规律。通过极差和方差分析可知,水泥掺量对复合矿粉水泥土的无侧限抗压强度的影响最大,其次是龄期,复合矿粉的影响最小。复合矿粉水泥土的早期强度提高主要是由于水泥的水化,而由矿粉和粉煤灰组成的复合矿粉具有微集料效应和火山灰效应,从而可改善水泥土的强度。     

玄武岩纤维水泥土抗压强度试验研究

为提高水泥土的受力性能,利用纤维加筋增强效果,探讨在水泥土中掺入玄武岩纤维来改善其力学性能的方法.通过对不同配比的玄武岩纤维水泥土开展无侧限抗压试验,结果表明:玄武岩纤维的掺入能明显提高不同龄期水泥土试件的抗压强度,但随着纤维掺量的增加,其增强效果逐渐减弱.玄武岩纤维的掺入使水泥土塑性增强,试件达到峰值应力后仍能承受一定荷载,存在残余强度,有利于提高工程安全性和稳定性.此外,根据实验结果建立了不同配比的玄武岩纤维水泥土抗压强度与龄期的关系式,可为实际工程提供参考.