石灰改良膨胀土力学性能试验

膨胀土广泛分布于全区各地．在高速公路施工中经常遇到,本文简述石灰改良膨胀土力学性能试验及施工中取得的成果．     

基于纤维聚合物改良的粉土力学特性与微观结构演化

为了研发新型、高效、环境友好的粉土加固材料,采用再生聚酯纤维与无机固化剂对路基粉土进行了改良,开展无侧限抗压强度试验、加州承载比(California bearing ratio, CBR)试验、回弹模量试验及扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)测试,分析改良粉土的力学特性与微观结构演化,结果表明：路基粉土的路用性能可由再生聚酯纤维与无机固化剂有效提高,在经过28 d的养护后,改良粉土的回弹模量大于40 MPa、98%压实度下,掺入0.2%纤维改良土的CBR值达到45%;改良粉土最大无侧限抗压强度值可达到约900 kPa,对于路基粉土,可再生聚酯下纤维的最优掺量约为0.2%;改良土颗粒间孔隙得到胶结物质不同程度的填充,土体中相互交错分布的纤维能最大程度地抑制纤维土裂隙发展。     

天然砂砾改良膨胀土力学指标试验及模型分析

以湖北省宜昌市机场路扩建工程沿线的膨胀土为研究对象,通过掺入天然砂砾对其进行物理改良,研究其对膨胀土CBR值、回弹模量、无侧限抗压强度和抗剪强度等力学强度指标的影响,并建立相对应的数学预估拟合模型,然后通过补充室内试验,验证了数学预估拟合模型的准确性及精确度.试验结果表明:膨胀土中掺入天然砂砾后,力学特性显著提高,且满足路基规范的规定值;掺入天然砂砾后,随着掺入量的增加,改良土体的最佳含水率逐渐减小,最大干密度逐渐增大,CBR值和回弹模量都得到有效提高,无侧限抗压强度呈先增大后减小的趋势,并在天然砂砾的掺量为20%时达到最大值,内摩擦角呈增大趋势,而黏聚力呈线性减小趋势;室内试验得到的力学指标数学预估拟合模型,通过补充室内试验验证后,证明其是比较准确且精确度较高的.     

煤渣改良膨胀土膨胀特性的试验研究

以膨胀土的塑性指数、自由膨胀率、标准吸湿含水率为研究对象,探讨工程实践中利用煤渣作为膨胀土改良材料的可行性。对膨胀土掺加不同比例的煤渣展开膨胀特性指标的室内试验,分析了塑性指数、自由膨胀率、标准吸湿含水率这3个判定指标的变化规律。试验结果表明:煤渣可用于膨胀土的改良,随着煤渣掺量的增加,塑性指数与煤渣掺量呈一元三次函数关系变化,自由膨胀率与煤渣掺量呈一元二次函数关系变化,标准吸湿含水率与煤渣掺量呈一元二次函数关系变化。煤渣掺量为15%～20%时,所取样本膨胀土改良后为非膨胀土,且继续增加煤渣掺量,可进一步改良膨胀土,但效果不明显,所以煤渣改良膨胀土的最佳掺量可确定为15%～20%。养护条件下,可较大幅度减少煤渣用量。     

汉中膨胀土特性及改良试验研究

对采自汉中的膨胀土的矿物成分、膨胀性等特性进行了试验研究，探讨了石灰改良膨胀土的机理。针对膨胀土的特性，采用掺合石灰的方法对膨胀土进行了土质改良。试验研究表明，掺合石灰的方法对该类膨胀土的改良效果较好。     

工业碱渣改良云南典型膨胀土的膨胀特性试验

通过室内试验,对工业碱渣改良云南蒙自地区典型膨胀土进行研究,探讨不同掺量的水泥、工业碱渣、水泥+工业碱渣混合料条件下,膨胀土的膨胀特性.试验结果表明:水泥、工业碱渣、水泥+工业碱渣混合料均可降低素膨胀土的自由膨胀率,工业碱渣改性土最小膨胀率为水泥的0.77倍;当工业碱渣、水泥及水泥+工业碱渣混合料的改性膨胀土中的工业碱渣和水泥掺量分别超过30%和6%后,胀缩位移曲线基本重合;工业碱渣和水泥的最佳掺量分别为30%和6%,此时,工业碱渣改性土的最小膨胀力仅为水泥改性土的0.33倍,为素膨胀土的0.05倍;使膨胀土黏聚力和内摩擦角最优的工业碱渣掺量为30%～40%.     

纤维粉煤灰改良膨胀土无侧限抗压强度试验

为研究碱激发粉煤灰、玄武岩纤维对膨胀土的改良效果,开展无侧限抗压强度试验,分析了碱激发剂的类型及掺量、纤维和粉煤灰掺量以及养护龄期对改良土强度的影响。研究结果表明:Na_2CO_3、Na_2SiO_3、NaOH 3种碱激发剂中,Na2Si O3的激发效果较好;单掺纤维或粉煤灰均能够提高土体的强度,纤维粉煤灰共同改良的膨胀土强度高于相同掺量下的单掺纤维和单掺粉煤灰改良土强度;纤维的加入改善了粉煤灰土样的脆性破坏模式;随着养护龄期的增长,改良土的强度逐渐提高。     

石灰改良膨胀土的强度特性试验研究

以广西南友公路沿线灰白色膨胀土为研究对象,对其进行了石灰改性的CBR试验、直剪试验、三轴剪切试验和无侧限抗压强度试验,探讨了其强度指标的影响因素及其变化规律.室内试验研究表明,掺灰剂量、密实度和含水量对改良土的CBR值影响较大,掺灰率对直剪试验结果影响规律不明显,三轴剪切试验的C和φ随掺灰率增加而增大,部分无侧限抗压强度试件因为掺灰较少和养护龄期较短而崩解,养护初期无侧限抗压强度与龄期成线性增长关系.     

石灰改良膨胀土的工程特性试验研究

通过石灰改良膨胀土在不同石灰掺量和养护龄期的一系列室内试验,获得其物理性能、力学性能、水稳定性等各项指标的变化规律,结合石灰改良膨胀土的作用机理,对其工程特性进行了相关分析。研究结果表明:石灰可以显著改善膨胀土的物理、力学、水稳性等性能;随着石灰掺量的增加,石灰改良膨胀土的黏聚力和内摩擦角均呈现出不同程度的递增趋势,其水稳性也显著提高;随着养护龄期的增加,黏聚力呈现明显递增趋势,内摩擦角并没有发生明显变化;建议合理的石灰掺量为4%,养护龄期为7 d。     

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.     

不同粒径风化砂改良膨胀土的特性试验

土的粒径对土的压实性、强度以及胀缩特性有一定的影响。为研究不同粒径的风化砂对膨胀土特性的影响及其影响规律,本文结合宜昌市风化砂改良膨胀土特性试验研究,对粒径(d)为0.5mm、0.5mm≤d1mm及1mm≤d2mm的风化砂改良膨胀土进行了无荷膨胀率、收缩、直剪和击实试验,得到不同粒径、不同掺砂比例改良膨胀土的击实、强度和胀缩指标。试验结果表明,掺入风化砂能够有效抑制膨胀土的胀缩特性,改善压实特性,提高膨胀土的强度;掺砂之后,膨胀土的最佳含水率、无荷膨胀率、线缩率、体缩率及收缩系数均降低,最大干密度、内摩擦角、缩限均增大。同一掺砂比例下,随着粒径的增大,膨胀土的无荷膨胀率、线缩率和体缩率均减小;内摩擦角、黏聚力、最大干密度及缩限均增大。同一粒径下,随着掺砂比例的增大,膨胀土的最佳含水率、无荷膨胀率、线缩率和体缩率均降低;缩限和内摩擦角均增大;黏聚力随着掺砂比例的增大先增大后减小。当粒径为1mm≤d2mm和0.5mm≤d1mm时,掺砂20%时黏聚力达到最大值;当粒径为0.5mm时,掺砂10%时黏聚力达到最大值。最大干密度的变化趋势随着风化砂粒径的改变而改变,当粒径为1mm≤d2mm时,最大干密度随着掺砂比例的增加而增大;当粒径为0.5mm≤d1mm时,最大干密度随着掺砂比例的增大先增大后逐渐减小,掺砂30%时,最大干密度达到最大值;当粒径为0.5mm时,最大干密度随着掺砂比例的增大先增大后减小,掺砂20%时,最大干密度达到最大值。     

高温后地质聚合物混凝土损伤特性试验

采用矿渣和粉煤灰为原料,硅酸钠和氢氧化钠为激发剂,制备了矿渣粉煤灰基地质聚合物混凝土,通过超声波检测及抗压强度试验,研究了不同温度、不同冷却方式下SFGC的质量损失及力学、声学特性变化规律。结果表明,高温总体上导致SFGC的质量、抗压强度及纵波波速减小,峰值应变增大,频谱中高频成分衰减; 冷却方式对高温后SFGC的损伤演化具有显著影响,经浇水冷却后的试件较自然冷却情况性能退化更为严重; 600 ℃为SFGC性能突变的临界温度,600 ℃之后,其性能急剧劣化。     

石灰改良膨胀土击实样膨胀特性和力学性质试验研究

本文以宁淮高速公路淮安段膨胀土填料为研究对象,通过室内试验研究石灰改良膨胀土作为路基填料的膨胀性和力学性质。在天然膨胀土2%石灰砂化的基础上,制备不同初始含水率与压实度的石灰改良土,进行不同养护龄期的有荷膨胀率和强度特性试验。试验结果表明:石灰改良土线膨胀率和膨胀力均有大幅度的降低,且随含水率和养护龄期保持减小趋势、随压实度保持增大趋势;石灰改良土无侧限抗压强度、黏聚力、内摩擦角均有一定程度的提高。因此,石灰改良膨胀土作为路基填料的施工工艺在工程中是可行的,为膨胀土改良方案选择以及膨胀土地区公路路基设计和现场施工提供科学依据和参考。     

羟基铝及其聚合物对蒙脱土力学特性影响的试验研究

提出了一种原位处理膨胀土的新方法,利用羟基铝与蒙脱土发生反应而制成不同的改性试样,将改性后的蒙脱土在特定条件下养护一定的时间,通过X射线衍射分析、强度及膨胀性试验等手段探讨了羟基铝及其聚合物对蒙脱土力学性质的影响.结果表明：羟基铝与蒙脱土通过离子交换、包被、胶结成键等物理化学反应改变了土体的亲水性和强度特性;经羟基铝改性后,显著提高了蒙脱土的物理特性和强度指标,改善了其膨胀性,达到了非膨胀土的性能要求.
     

邯郸膨胀土特性及改良

本文从邯郸膨胀土的成因、工程特性入手,分析了膨胀土的胀缩机理并对邯郸膨胀土进行了掺灰改良试验,研究表明石灰对邯郸膨胀土改良效果最为显著。     

石灰-玄武岩纤维改良膨胀土的冲击性能试验研究

为了研究改良膨胀土的冲击性能,文章基于直剪试验和无侧限试验分析了石灰和玄武岩纤维改良膨胀土的最佳配比,并应用改进的击实仪,探讨了不同能量单点冲击荷载作用下的石灰-玄武岩纤维改良膨胀土的变形和强度特性。研究表明:6%石灰和0.3%玄武岩纤维耦合改良效果最好,其无侧限抗压强度比单独应用石灰和玄武岩纤维改良方案获得的土体强度分别提高了70.00%和63.27%;单点冲击下耦合改良土的变形较小,且变形随冲击能量的加大而加大,但随埋深增大而减少;对同一埋深土体,中心土体比周边土体变形大。研究结果为实际膨胀土场地改良提供了依据。     

石灰改良膨胀土强度试验

以某边坡膨胀土为研究对象,在对石灰改良膨胀土的抗剪强度形成机理进行分析的基础上,用土力学中常用的快剪试验进行抗剪强度试验,研究了养护时间、初始含水率、掺灰率等与石灰改良膨胀土的凝聚力及内摩擦角的关系,根据试验结果,提出了综合考虑初始含水率与掺灰率的抗剪强度计算公式.结果表明:养护时间与抗剪强度参数不是直线关系,1～7 d养护时间的增大值比7～28 d大,初始含水率和龄期对凝聚力的影响比内摩擦角的影响大.此外,引用其他学者的试验数据分析了CBR值与养护时间、初始含水率、掺灰率等的关系,结果显示CBR值随着掺灰率的增大而增大,CBR值与初始含水率的关系与击实曲线类似.结合文中试验结果提出了采用最优含水率+3％为最优施工含水率.     

掺纤维改良膨胀土的实验研究

为了研究加筋纤维对膨胀土压缩性及力学性能的影响,进行了大量的室内试验,研究了纤维的含量与对膨胀土的压缩性、抗剪性及无侧限抗压强度的影响。研究表明:聚丙烯纤维能够显著提高土体无侧限抗压强度、凝聚力和内摩擦角,也能明显降低土体线缩率和膨胀率,对膨胀土的改良有比较明显的效果。     

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,以煤矸石和纤维为改良材料,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。将不同质量比的煤矸石掺入膨胀土中进行无荷载膨胀率试验和收缩试验,将不同质量比的聚丙烯纤维掺入煤矸石改良膨胀土中进行三轴固结排水试验,分析其应力-应变关系,获取改良土邓肯-张模型参数,并采用MATLAB软件对模型参数进行分析。结果表明：煤矸石可有效抑制膨胀土的胀缩性,煤矸石掺量为40%时,对膨胀土胀缩性的改良效果最好;在此煤矸石掺量下,随着纤维掺量的增加,改良膨胀土的抗剪强度呈先增大后减少的趋势,纤维掺量为0.3%时,改良膨胀土的强度最高,并且当纤维掺量相同时,周围压力越高,纤维对改良土强度提高越显著;采用MATLAB软件得到纤维掺量和围压对模型参数a、b的拟合函数,代入到邓肯-张模型中,模型能较好地模拟试验获得的应力-应变数据。     

聚合物的增韧增强

本文是一篇关于聚合物实现既增韧又增强的综述,介绍了近年来增韧又增强的几种方法及其机理,并讨论了聚合物实现增韧又增强的条件。