台州淤泥质土固化特性研究

为了研究以二灰为主固化剂、TZ-01为添加剂的固化方案在台州淤泥质土中的加固效果以及不同因素对于固化土强度的影响,对台州淤泥质土的固化特性进行试验研究.通过试验对淤泥质土的含水量、有机质含量、主固化剂掺量、添加剂掺入比以及龄期这5个因素进行分析.试验结果表明淤泥质土的含水量会阻碍固化土强度的增长,主固化和龄期的增长能够有效地增强固化土的强度,有机质含量和添加剂掺入比存在一个最佳掺量.通过对固化土无侧限压缩试验得到的应力应变曲线进行分析,提出了固化土在单轴压缩下的4个阶段.通过数据处理与分析,引入水灰比,并综合考虑有机质含量、添加剂掺入比和龄期的影响,建立了固化土强度预测模型.     

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.     

固化土应力-应变力学特性及其影响因素分析

通过静三轴试验对固化土进行研究,分析固化剂掺量、养护时间、围压对其应力-应变关系及其强度特性的影响。研究表明,素土和固化土应力-应变关系曲线均呈应变软化型特征,不同的是固化土的软化程度更强,且随着固化剂掺量的增加软化程度越显著。固化剂的加入可有效改善土体工程性能,并在大应变水平下效果更佳。固化土的应力-应变关系曲线随着固化剂掺量、养护时间、围压增加而提升,且早期强度、初始弹性模量、峰值强度和残余强度也随之提升。土体固化技术是一种高效快速改善土体性能的方法,为交通工程建设和施工积累重要技术参数,对不良土应用于路基工程提供有效加固技术。     

固化剂JNS1固化粉煤灰抗压强度特性试验研究

测试了用固化剂JNS1固化粉煤灰的室内无侧限抗压强度,分析了JNS1固化粉煤灰抗压强度与固化剂JNS1掺入比、含水量、密度、龄期和破坏应变的关系。结果表明：抗压强 度与固化剂掺入比呈指数关系。JNS1固化粉煤灰存在最优含水量,当JNS1固化粉煤灰含水量低于最优含水量时,抗压强度与含水量呈线性关系;当高于最优含水量时,抗压强度与 含水量呈幂函数关系。固化剂掺入量较低时,抗压强度与密度呈线性关系;固化剂掺入量较高时,抗压强度与密度呈指数关系,抗压强度与龄期呈对数关系。破坏应变随固化剂掺 入比的增高和密度的增加而降低。JNS1固化粉煤灰的单轴应力应变曲线可用抛物线较好地拟合。     

秸秆粉对生态固化淤泥力学特性的影响研究

通过无侧限抗压试验对掺入秸秆粉的固化淤泥开展一系列试验研究,了解秸秆粉掺量与养护龄期对固化淤泥力学特性的影响,探究掺秸秆粉固化淤泥的抗压强度q_u与破坏应变ε_f、变形系数E₅₀的变化关系。试验结果表明:掺入秸秆粉的固化淤泥抗压强度q_u随秸秆粉掺量的增加而减小,与之相反,掺入秸秆粉的固化淤泥破坏应变ε_f会随秸秆粉掺量的增加而增大,固化淤泥的抗变形能力得到改善,掺入秸秆粉的固化淤泥破坏应变分布在1.4%～2.2%之间。     

西湖疏浚淤泥的固化试验

采用工业废料、水泥及添加剂对西湖疏浚淤泥进行固化.结果表明,淤泥固化土的强度能够达到公路基层填料的要求,但是淤泥的含水量对固化效果的影响很大,若将含水量降至100%以下,淤泥固化土的强度随固化材料掺入比和龄期的提高均有较大的增长,可获得理想的固化效果;钢渣和粉煤灰两种工业废料中,钢渣对淤泥固化土强度的提高幅度显著高于粉煤灰,当钢渣掺入比大于30%时,淤泥固化土Ⅰ和Ⅱ分别可作为公路基层和底基层的填料,但掺粉煤灰的淤泥固化土不能满足公路基层填料的强度要求;掺入少量的QL-1添加剂能显著提高淤泥固化土的强度,从成本和效果综合考虑,QL-1添加剂的掺入比不宜超过1.5‰;水泥掺入比大于10%才能有效地固化西湖淤泥;经估算,采用淤泥固化土作为公路基层填料与级配粒料造价相当,但其环保和社会效益却无法比拟.     

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。     

动力作用对复合固化淤泥土力学性能的影响

利用GDS(global digital system)动三轴仪对固化淤泥土开展动三轴UU试验,研究其轴向累积应变、动强度、动应力-动应变滞回曲线和动弹性模量等参数的变化规律。研究表明:固化土轴向应变随振动次数呈阶梯状分布,轴向应力较小时,固化土轴向应变先随振动次数增加而增大,随后趋于稳定,且固化掺量越高,轴向累积应变越小。固化土的动应力-动应变曲线呈应变硬化型,试样发生剪胀破坏,固化剂掺量越大,曲线越陡。复合固化剂掺量和围压越大,滞回圈的面积越小,其位置越靠近竖轴;滞回圈的面积先随振动次数的增加逐渐增大,当振动次数超过1 000次后,其面积逐渐维持稳定。经复合固化改良后,淤泥土的初始动弹性模量有显著提高,且围压越高,动弹性模量越大,但在动力作用下变化显著,当应变超过1.0%后,固化土的动弹性模量与素土变化一致。     

高含水率软土固化剂材料的性能研究

以上海高含水率的淤泥质粉质黏土为研究对象,通过试验方法分析不同固化剂的固化性能。试验中采用石灰、石膏、矿渣微粉、超细水泥等部分替代水泥以组成不同配比的固化剂,以固化软土的UCS为主要指标,研究不同配比固化剂对高含水率软土早期固化效果和破坏特点。研究结果表明:(1)当高含水率软土中固化剂总掺入比为20%时,超细水泥对固化土的抗压强度性能影响最大;(2)随着超细水泥掺量的增加,固化软土抗压强度逐渐增大,但对于含水率50%的固化土由于二次水化反应的不充分抗压强度增长缓慢,超细水泥掺量存在一定的阈值。     

碱激发矿渣加固淤泥的物理力学性能与机理

为绿色低碳处置渣土并进行资源化利用,通过碱激发高炉矿渣(ground granulated blast-furnace slag, GGBS)作为绿色固化剂固化淤泥质工程渣土进行路基填料应用,探究不同固化剂掺量对固化土的综合性能影响规律,采用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、扫描电镜(scanning electron microscopy, SEM)、核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)对固化效果进行微观表征,用分形理论阐述微观孔隙特征揭示碱激发GGBS固化淤泥质渣土机理。结果表明：固化剂增加了固化土液塑限,降低了塑性指数,最优含水率随固化剂掺量增加呈现先减少后增大的趋势,最大干密度与之相反。掺入固化剂提高了渣土力学性能和水稳性,10%的掺量的固化渣土,强度、加州承载比(California bearing ratio, CBR)、水稳性以及渗透性分别为2.36 MPa、210.7%、81.3%和1.36×10^-7 cm/s,各项指标均能满足路基填筑强度要求。微观机理表明,改良土的主要水化产物为(N...     

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.     

就地固化土体路用力学参数研究

针对就地固化土路基,将废弃的淤泥土就地固化后用作路基填料,达到了废弃资源的合理利用,对实际工程具有重要意义.通过室内试验对就地固化土的压实特性和路用力学参数进行研究,发现水泥和矿渣微粉可以有效改良河道淤泥土,其中11%的固化剂总配比,满足规范中对上路床的强度要求;使用室内承载板法发现,11%固化剂掺量能够满足沥青路面对土基回弹模量的要求;随着固化剂总配比的增加,试样的CBR值基本呈线性增加,可以用一次多项式较好的拟合;随着击实前闷料时间的增长,击实后固化土的强度增大.     

2种复合固化剂作用下有机质土的渗透性

为研究复合固化剂GX07与XGL2005的降渗效果以及有机质对水泥土固化反应的影响,对这2种固化剂作用下的人工有机质土进行渗透试验。结果表明:腐植酸掺量为6%且水泥掺入比wc≤15%时,GX07的降渗效果比XGL2005发挥得更为迅速,XGL2005的降渗效果完全发挥需要比60 d更长的龄期。通过分析龄期与水泥掺入比对土体固化的影响,提出水泥最优掺入比wco与固化土极限渗透系数ku的概念,并得出当腐植酸掺量为6%时,GX07和XGL2005固化土样的wco分别约为10%和12%。对GX07加固的试验土样,ku约为4×10-9 cm/s。进一步研究发现:当wc为10%~15%且T为3~28 d时,2种复合加固土渗透系数随龄期的变化在单对数坐标系下均有较好的线性关系,由此建立这2种复合加固土的渗透系数预测模型。     

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.     

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。     

应用新型CVC固化剂固化淤泥路用性能

为深入研究新型CVC固化剂固化淤泥填筑道路的路用性能,通过对3个地区固化淤泥进行干缩试验、抗冲刷试验、抗冻融试验和劈裂试验,系统分析CVC固化剂中蛭石掺量对固化淤泥的收缩性影响规律,以及蛭石和有机质含量对固化淤泥耐水性能、抗冻融性能和抗拉能力的影响规律;并通过对比其他固化剂固化淤泥的相关性能,评价CVC固化剂固化淤泥填筑道路的路用性能。试验结果表明：随着蛭石掺量的增加,固化淤泥的干缩应变和平均干缩系数变大,失水率却减小,固化淤泥抗冲刷性能与抗冻融性能显著提高,而劈裂强度有减小趋势;淤泥中的有机质对耐水性能、抗冻融性能和间接抗拉性能均有不利影响;CVC固化剂固化淤泥的路用性能优于其他普通固化剂。     

闽南地区水泥土工程特性实验

为研究闽南地区常见土体制作的水泥土的工程特性,将淤泥、粉质黏土和粉砂分别与一定量的水泥浆混合制备水泥土试样,测定水泥土重度、强度、压缩模量、应力-应变及渗透系数。结果表明:三种土体制备的水泥土重度比原状土提高1%～7%,水泥土搅拌桩形成的复合地基不会对下部土体产生过大的附加应力和附加沉降。当水泥掺量由5%增大至20%时,淤泥、粉质黏土和粉砂制备的水泥土强度依次增大,增大幅度为原状土的1～2倍;水泥弹性模量也增大,与水泥掺量近似指数关系;渗透系数减小。当荷载较小时,水泥土应力-应变近似直线关系,当荷载超过了极限强度时,水泥土进入塑性变形阶段,破坏时存在残余应变。水泥土龄期由28 d增至60 d,其强度增长12%～36%。该研究为水泥土工程提供了基础数据。     

软土增强固化剂固化机理和效果的研究

针对水泥固化淤泥土强度较低且发展缓慢的问题,基于软土固化理论开发了软土增强固化剂。通过室内试验初步验证了软土增强固化剂的固化效果,得出其固化土的强度明显高于水泥土,且早期强度差异更加明显,可缩短养护时间来节约工期。通过双轴搅拌桩试验进一步得出软土增强固化剂对含水量为56.24%淤泥土有较好的固化效果,其固化土结晶体含量较高,试件破坏呈脆性,其固化土取芯强度是水泥土的1.70~2.19倍,且取芯强度低于室内试验强度,强度折减系数为0.32~0.34。为高含水量淤泥土固化研究和工程实践提供一定的参考价值。     

碱渣-矿渣固化淤泥的无侧限抗压强度与微观特征

为扩展工业固体废弃物的资源化利用途径,利用碱渣和矿渣作为固化剂对淤泥进行固化处理,通过无侧限抗压强度试验探讨固化剂掺量、养护龄期对固化淤泥强度的影响,并进行pH值、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)测试分析其微观特征.研究表明:碱渣-矿渣固化处理初始含水率为80％的淤泥,可增大其无侧限抗压强度,减小破坏应变...     

新型 CVC 固化剂固化淤泥结构表征与路用性能

将蛭石作为改性剂应用于淤泥固化处治,并添加水泥、生石灰等材料,制备出一种新型CVC固化剂。借助TEM试验、FTIR试验和XRD试验,全面分析了CVC固化淤泥时发挥功能的微观机理;基于击实试验、加州承载比试验和无侧限抗压强度试验,确定了固化剂的最佳配比;采用抗压回弹模量试验、耐水试验和抗冻融试验评价了固化淤泥的路用性能。结果表明:蛭石粉可均匀分散在淤泥土中,增强淤泥内部稳定性;蛭石可有效提高淤泥的最佳含水量,添加水泥和生石灰可有效弥补蛭石引起的强度损失;CVC固化剂的最佳配比为8%水泥+4%蛭石+3%生石灰;CVC固化剂对淤泥路用性能改善效果较优,具有较强实用价值和应用前景;