淤泥质土固化及路用性能试验研究

为解决软弱的淤泥质土无法直接用于路基填筑的问题,需要探索优良的固化剂配方.首先选取工业废料高炉矿渣、粉煤灰和电石渣为固化原材料,对台州淤泥质土进行加固.利用混料试验分析的方法,得到14d和28d龄期下无侧限抗压强度的回归方程,分析得到最佳配比下固化剂质量分数比为高炉矿渣∶粉煤灰∶电石渣=42.1∶11.5∶46.4,取...     

基于连云港海相软土的新型土工材料强度试验研究

以连云港港区海相淤泥为原料,发泡聚苯乙烯EPS颗粒为轻质掺料,水泥为主固化材料,粉煤灰、矿渣、砂、石灰、石膏等为辅助固化材料,制备出满足一定强度的新型轻质土工材料.通过一系列的强度试验,分析了各固化剂掺量与固化后的淤泥无侧限抗压强度的影响,探讨了各掺料的固化机理.结果表明,在最佳配合比范围内,该新型土工材料的无侧限抗压强度远大于单一材料的强度值.     

固化淤泥土的力学特性试验研究

淤泥土具有高含水率,高压缩性,强度低等特点,工程建设中容易产生不均匀沉降等危险。为改善淤泥类土的力学性质,实现淤泥资源利用,选取工业矿渣为固化材料,以硅酸钠和氯化钙为激发剂,对淤泥土进行改良。通过开展无侧限抗压试验,分析矿渣、硅酸钠、氯化钙掺量和龄期变化对试样力学性能的影响。结果表明：矿渣在激发剂的作用下能显著提高淤泥土的强度,其强度随矿渣掺量近似呈线性增长的趋势。硅酸钠对矿渣的激发效果明显优于氯化钙,其临界掺量为9%;氯化钙对强度并无明显增长,甚至表现出负面效应。基于试验数据建立固化淤泥土强度预测模型,可以对固化淤泥土的无侧限抗压强度进行准确预测。研究成果为矿渣固化淤泥土的工程应用提供试验基础。     

固化淤泥长期强度和变形特性试验研究

采用INSTRON 5500R 4206-006型微机控制电子万能试验机,对基于水泥、石灰和低钙粉煤灰的固化淤泥进行无侧限抗压强度试验和间接抗拉强度试验,得到标准养护360 d淤泥固化土的应力-应变关系、破坏强度和破坏应变.研究结果表明:固化剂掺入导致固化土破坏应变明显减小,无侧限抗压强度和抗拉强度明显增大,且破坏模式由塑性破坏逐渐向脆性破坏方向发展;从长期强度和经济成本角度,石灰-低钙粉煤灰固化剂完全可取代同配比水泥-低钙粉煤灰固化剂;淤泥固化土的无侧限抗压强度与抗拉强度之比为10左右;掺加适当配比粉煤灰的设计固化材料可考虑用作低强度交通负载公路路基材料.     

大连临空产业园淤泥固化现场试验段研究

针对目前淤泥固化土在自然养护条件下力学性质研究的不足,以大连临空产业园填海造地项目为依托工程,在现场开展用复合固化剂(水泥熟料、高炉矿渣粉、石膏粉)固化海相淤泥的试验段研究。通过原位钻探取样等进行力学测试,研究固化淤泥土强度变化规律、应力-应变特性、冻融稳定性及承载力特征值的发展趋势。结果表明：在28 d龄期时固化剂掺量为16%的淤泥固化土的无侧限抗压强度(UCS)比同龄期的掺入比为10%、13%分别高出73.58%、40.45%。随着固化剂掺入比的增加,应力-应变曲线由应变硬化转化为应变软化。经过200次的冻融循环之后的淤泥固化土的质量损失率与固化剂掺入比呈负相关。将试验结果应用于临空产业园地基处理中,通过数值模拟结果显示：经过固化土置换之后的地基稳定性满足规范要求。     

水泥-电石渣-铁尾矿渣多掺固化处理淤泥研究

文章在传统水泥固化处理方法的基础上,提出使用水泥-电石渣-铁尾矿渣多掺固化处理淤泥的方法 ,以期达到以废治废,将废弃淤泥经济合理地转变成可利用的土资源。通过单掺试验、双掺试验及含水率影响试验,研究不同龄期的固化土无侧限抗压强度规律,并对其固化机理进行分析。结果表明,淤泥固化后无侧限抗压强度显著提高,其强度随着掺量的增大和龄期的增长而增大,并存在一个最佳掺量范围。     

离子固化淤泥土的强度特征与破坏模式

为了使废弃的淤泥获得工程价值,提高淤泥土的强度,通过对不同掺量的水泥和离子固化剂的配比,研究固化后淤泥在不同龄期下无侧限抗压强度,分析了水泥掺量和离子固化剂掺量对固化土抗压强度的影响,确定了离子固化剂的最佳掺量,得出了淤泥离子固化土的两种破坏形态。结果表明:淤泥固化土的抗压强度与水泥掺量成明显的线性递增关系,当离子固化剂的掺量达到0.02%时抗压强度不再明显的增加,甚至会降低;离子固化剂固化淤泥土有利于提高早期强度;当6%水泥和0.02%离子固化剂掺量时可达到工程要求,可见淤泥离子固化土的研究具有重要的工程意义。     

新型固化剂CDK固化淤泥微观结构及性能

针对已有固化剂固化淤泥后其最佳含水率低,施工难以压实的现状,将吸水材料DK粉与水泥(C)相结合,开发出了一种新型CDK固化剂,将其用于固化淤泥可有效提高固化淤泥的最佳含水率。采用X射线粉晶衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和红外光谱(FTIR)深入研究CDK固化淤泥的微观形貌,选择固化淤泥的最佳含水率、CBR值以及无侧限抗压强度做评价指标确定CDK固化剂的最优配比,最后选用中国常用的固化剂在最优掺量下对比其固化滨海淤泥的相关性能,评价CDK固化剂固化淤泥的路用性能。研究结果表明:DK粉掺入淤泥后并没有发生化学反应产生新的物质,DK粉可均匀地插入淤泥土的层间,DK粉物理性吸水,与淤泥可形成稳定整体,增强淤泥土的内部结构;CDK固化剂固化淤泥的最佳配比为6%水泥+3%DK粉;与常用淤泥固化剂相比,CDK固化剂固化淤泥具有良好的力学性能、耐水性能和抗冻融性能。     

干湿循环条件下碱渣-钢渣-电石渣固化疏浚淤泥的强度性质

为扩展固体废弃物的资源化利用途径,以碱渣和钢渣作为固化剂、电石渣作为激发剂,对高含水率疏浚淤泥固化处理,研究固化淤泥在干湿循环条件下的强度性质。正交试验表明,碱渣对固化淤泥强度的影响随养护龄期的增加而增强,固化污泥养护28 d时,碱渣对强度的影响显著,而钢渣和电石渣对强度的影响不显著。在干湿循环条件下,固化剂掺量较少的试样在第3次浸水时破坏;其他试样经5次干湿循环整体仍完整,1次干湿循环使固化淤泥的强度降低约1/2,后续干湿循环对强度的影响不大;增加固化剂掺量有助于提高固化淤泥的干湿循环耐久性。固化淤泥的水化产物主要有水钙沸石和钙钒石,钙钒石随养护龄期和固化剂掺量的增加而减少。与碱渣-矿渣-电石渣固化淤泥相比,碱渣-钢渣-电石渣固化淤泥中胶结力较强的水化产物偏少,而钙钒石具有膨胀性,使试样端部破损形成薄弱带,故后者的强度较低和干湿循环耐久性较差,但仍能满足对强度要求较低的一般填土工程的需要。     

疏浚淤泥脱水联合固化试验研究

为了实现疏浚淤泥的快速处治,以河道疏浚底泥为研究对象,采用先排水后固化的处理思路,首先在淤泥中添加絮凝剂,含水率迅速降低,在絮凝剂脱水的基础上,再加入固化剂,对固化土进行含水率、液塑限、无侧限抗压强度以及微观特性进行试验研究。结果表明:在絮凝脱水淤泥中加入水泥后含水率降低,固化龄期越长、水泥掺量越高,含水率越低;随着固化剂掺量的增加,固化土的液限逐渐降低,塑限逐渐增大,塑性指数减小,且10%水泥掺量下的淤泥固化土强度可达到136. 5 kPa和143. 4 kPa;絮凝剂对脱水的促进效果远大于其在固化时的负面效果。     

咖啡渣矿渣地聚合物固化软土的力学性能研究

为降低造价和碳排放量,通过研究地聚合反应结合有机质废弃物咖啡渣和工业废弃物矿渣制成软土固化剂的可能性,改良地聚合物水泥的性能,并对其效果进行评估。实验以废弃咖啡渣、矿渣为原料,氢氧化钠作为碱性激发剂,制备咖啡渣—矿渣基地聚合物用于软土加固。研究不同咖啡渣掺量、水灰比和养护时间对固化软土的抗压强度和抗劈裂强度等力学性能影响。结果表明:在室温条件下使用30%固化剂掺量时,在矿渣基地聚合物固化剂中将5%矿渣用咖啡渣替代矿渣并采用0.6水灰比时,所得到的固化软土力学性能最优,28天无侧限抗压强度和抗劈裂强度分别为达到1.7 MPa和318.3 kPa。该软土固化剂强度优于水泥,在满足实际工程要求的同时,最大化利用了各类废弃物。     

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.     

基于PSO-SVM算法的软土复合固化剂最优配比

为实现软土复合固化剂最优配比的准确预测,首先根据固化土无侧限抗压强度(qu)的试验结果,建立了基于支持向量机的固化土qu预测模型,然后以固化土最大无侧限抗压强度为目标函数,结合粒子群优化算法(PSO),提出了软土复合固化剂最优配比的PSO-SVM耦合算法,最后讨论了最大迭代次数(Nmax)和粒子数(Np)对PSO-SV...     

基于正交试验的全固废复合胶凝材料固化盐渍土的力学性能

为研究全固废复合胶凝材料在固化硫酸盐渍土中的应用,采用正交试验方法对全固废复合胶凝材料固化盐渍土的无侧限抗压强度进行试验,探讨各影响因素对全固废复合胶凝材料固化盐渍土力学性能的影响,并运用扫描电子显微镜scan-ning electron microscope、热重分析等微观分析方法,对不同矿渣占比的固化盐渍土微观形貌和水化产物进行分析.结果表明:全固废复合胶凝材料固化盐渍土的力学强度较天然盐渍土有显著提高;对养护28 d龄期的正交试验无侧限抗压强度结果进行极差、方差和二阶混合料规范多项式分析可知,固化盐渍土无侧限抗压强度与火山灰质材料掺量、矿渣占比呈正相关性,与电石渣掺量呈负相关性,无侧限抗压强度计算模型与实测值具有较好的一致性;由微观分析可知随着矿渣占比的增加,养护28 d龄期的固化盐渍土试件内水化产物逐渐增多,试件内大孔隙含量逐渐减少,进而使得固化盐渍土无侧限抗压强度随矿渣掺量的增加而增大.     

工业固废-水泥协同固化工程弃土配比优选

为了推进工业固废资源化,同时有效提高工程弃土的利用率。选用高炉矿渣、钢渣、磷石膏3种常见的工业固废协同水泥,复配聚羧酸减水剂,对工程弃土进行固化处理。通过D-最优混料试验,确定固化剂的最优配合比为高炉矿渣：钢渣∶磷石膏∶水泥∶聚羧酸=59.9∶5∶20∶15∶0.1,在该配方下固化土的7 d无侧限抗压强度达到了5 583 kPa。利用X射线衍射(diffraction of X-rays, XRD)试验和扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)试验对新型固化剂固化土的微观结构进行分析,结果发现固化土中生成大量的丝状物、针状物和絮状物,使孔隙减小,土体结构更加紧密。该研究成果不仅可为工业固废和工程弃土资源化处理提供参考,同时也为工程弃土二次利用提供一定的理论指导,具有较好的工程适用性。     

海相固化土抗压强度特性试验研究

为探讨固化剂对某地海相土的固化效果,制备了固化剂掺量10%~14%,压实度94%~98%的固化土试样,经标准养护后,分别进行了7~180 d养护时间的无侧限抗压强度试验.试验结果表明:尽管固化土的无侧限抗压强度都分别随压实度和固化剂掺量的增大而增大,但对掺量为10%和12%的固化土来说,提高压实度,其强度增加则更为明显,而对于压实度为98%的固化土来说,增加掺量并不能有效增加其28 d之前的强度.另外,固化土的无侧限抗压强度随时间增长而增大,但超过90 d后已趋于稳定.     

硫铝酸盐水泥固化软土的试验研究

用硫铝酸盐水泥、粉煤灰和矿渣等复合软土固化剂进行软土的固化实验,并测试了固化土样的力学性能、放热曲线和微观结构．结果表明：复合固化剂在掺量10％-15％左右时,固化土样的无侧限抗压强度达到2MPa,劈裂抗拉强度0．5MPa以上,固化反应的放热量达37．5J／g,固化反应产生的钙矾石和水化硅酸钙凝胶产生增强效果．     

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.     

工业废渣固化铁尾矿的力学特性试验研究

为探究碱渣与矿粉等工业废渣固化铁尾矿的力学特性和固化机理，通过单掺和复掺碱渣、矿粉等对铁尾矿进行固化处理.通过无侧限抗压强度试验、扫描电镜（SEM）试验等方法，分析初始含水率、压实度、养护龄期、养护条件、碱渣和矿粉等对固化铁尾矿强度的影响并探讨其固化机理.结果表明，碱渣、矿粉、石灰和催化剂复配可有效改良铁尾矿无侧限抗压强度.固化材料中，矿粉对铁尾矿的强度增长起积极作用，石灰和碱渣的掺入使得矿粉的强度增长作用更为明显；催化剂在压实度较低的试样中表现出良好的强度提升作用.在标准养护条件下，固化铁尾矿0～7 d强度增长较快，7～28 d强度增长较慢；在固化材料作用下，较高初始含水率的固化铁尾矿养护强度偏低；随着压实度的增加，固化铁尾矿的强度提升，但当压实度逐渐接近100%，强度提升效果逐渐减小；泡水养护条件下，固化铁尾矿强度增长较小，其28 d强度仅为标准养护条件下试样强度的40%～50%.     

不同水泥掺量下非饱和固化淤泥力学特性试验研究

为明晰非饱和固化淤泥的强度特性,通过不同基质吸力、净围压下的三轴固结排水试验、无侧限抗压强度试验,探讨了水泥掺量、基质吸力和净围压对非饱和固化淤泥强度特性的影响.试验结果表明:固化淤泥的土-水特征曲线在基质吸力小于进气值时饱和度变化并不明显,而基质吸力大于进气值时,随着基质吸力的增大,固化淤泥的饱和度降低,低水泥掺量固化淤泥的土-水特征曲线位于高水泥掺量固化淤泥土-水特征曲线的下方;水泥掺量100 kg/m~3固化淤泥的应力-应变曲线表现为应变硬化,剪切时表现为体缩,而水泥掺量200、300 kg/m~3固化淤泥的应力-应变曲线均表现为应变软化,水泥掺量越高、净围压越小,应变软化趋势越明显.非饱和固化淤泥的无侧限抗压强度和抗剪强度与水泥掺量和基质吸力有关,水泥掺量越高、基质吸力越大,无侧限抗压强度和抗剪强度越大.不同水泥掺量和基质吸力条件下抗剪强度和无侧限抗压强度之间存在良好的线性关系.