基于生物胶复合黏土的陡坡客土基材抗剪强度试验研究

为研究生物胶对陡坡客土基材抗剪切特性的影响，通过室内直剪试验探究了黏土剪切力学特性随生物胶含量和养护时间的变化规律，并采用扫描电镜方法对其强化机理进行了讨论.结果表明，天然刺槐豆胶作为生物胶添加剂可以大幅提升黏土的抗剪强度，其抗剪强度随着刺槐豆胶含量的增加而增加，最高可达到243.33 kPa；然而，刺槐豆胶含量由1.5%增加至2%时，黏土的抗剪强度仅提升2.1%，考虑到经济因素，因此本研究用刺槐豆胶加固黏土的最优含量是1.5%；此外，养护时间与试样抗剪强度呈正相关，养护7 d后，试样抗剪强度可达123.57 kPa.养护龄期越长，刺槐豆胶、水和土颗粒越能够充分结合.刺槐豆胶的掺入增强土粒间胶结作用，填补土颗粒之间的孔隙，增强了颗粒间的胶结，进而增加土体黏聚力，提升土体宏观剪切性能.     

生物胶改良黏土抗崩解特性试验研究

为研究生物胶对黏土抗崩解性的影响,采用黄原胶、瓜尔胶及黄原胶与瓜尔胶质量比为1∶1混合的复合胶对黏土进行改良,通过抗崩解试验,探究生物胶的含量和种类、压实度对改良黏土抗崩解特性的影响规律,并结合扫描电镜试验进一步分析了生物胶的改良机理。结果表明:生物胶通过增强土体颗粒之间黏聚力增强改良黏土的抗崩解特性,其崩解破坏过程可分为稳定前崩解阶段、稳定崩解阶段及稳定后崩解阶段;随着生物胶含量的增大,改良黏土稳定前崩解阶段延长,崩解速率减缓,崩解率降低;复合胶改良黏土抗崩解特性在质量分数大于1.0%后强于单一生物胶;随着压实度的提升,试样抗崩解特性明显改善。     

棕丝改良黏性土抗开裂抗冲刷特性试验研究

通过一系列试验研究了棕丝改良黏性土的抗开裂特性和抗冲刷特性，并分析了棕丝含量对黏性土的改良效果.试验结果表明：棕丝是一种柔性纤维材料，将其加入黏性土中可有效减少土体中宽大裂隙的产生，但加入的棕丝纤维含量过多时，纤维易发生重叠，影响棕丝纤维与土颗粒之间的有效接触，降低土颗粒之间的相互作用力，使得土体产生加筋效应，表面出现细小裂纹；将棕丝纤维加入黏性土中后，棕丝纤维可均匀分散在土体中，纤维与纤维相互交织形成立体的空间结构，并与土颗粒形成团聚体，从而可提高土体的抗冲刷特性，但加入的棕丝纤维含量过多时，加筋效应产生的小裂隙反而给雨水入渗提供了引流通道，使得土体间的孔隙增加，土体的抗冲刷特性反之下降；当棕丝掺量为0.4%时，棕丝改良黏性土的抗开裂性能最优；当棕丝掺量为0.6%时，棕丝改良黏性土的抗冲刷性能最优.     

活性粉末混凝土抗裂性能试验研究

采用自制带隔板的环形约束收缩试验装置,通过正交试验,研究砂胶比、水胶比、钢纤维掺量对活性粉末混凝土(RPC)抗裂性能的影响.研究表明:钢纤维掺量对RPC抗裂性能影响最显著,而砂胶比、水胶比对RPC抗裂性能影响不明显;随着钢纤维掺量的增加,RPC抗裂性能提高;钢纤维掺量为3%时,RPC抗裂性能最好;但当钢纤维掺量达到4%...     

木质素改良红黏土的抗剪能力及动剪切特性研究

针对红黏土具有高含水率、高塑性、高孔隙比等不良工程性质，不宜直接作为路基填料这一现象，采用静三轴、动三轴试验方法研究了干湿循环下木质素改良红黏土抗剪强度指标(黏聚力和内摩擦角)及动剪切模量变化规律。结果表明，木质素可以显著提高红黏土的抗剪强度指标和动剪切模量，抗剪强度指标及动剪切模量随木质素掺量的增加先增加后减小，最佳掺量在9%～12%。木质素改良红黏土动剪模量与动应变关系可用H-D模型表示。改良土与素土最大动剪切模量与木质素掺量关系可以用三次函数表示。素土与改良土最大动剪切模量与围压关系可以用过原点的线性函数表示。经历相同次数的干湿循环，改良土抗剪强度指标及动剪切模量均较素土有明显提高，抗剪强度指标与干湿循环次数关系可以用倒数函数表示。建议在实际工程中木质素掺量为9%,养护时间为1 d。     

水泥掺量对红粘土固结体抗剪特性影响的试验研究

为探讨水泥掺量对红黏土固结体抗剪强度特性的影响规律,本文以大掺量水泥对红黏土固结体抗剪强度指标的影响为切入点,室内制备了四种不同水泥掺入比的红黏土固结体试块,开展了不同法向应力条件下的红黏土水泥固结体直接剪切试验。试验发现:随着水泥掺量的不断增大,红黏土固结体的剪应力-剪位移关系曲线上峰值应力跌落现象逐渐显现;红黏土固结体抗剪强度指标随水泥掺量的增大而提高,但是粘聚力与内摩擦角的增大规律并不相同:粘聚力的增大速率随水泥掺量的增大而不断减小,内摩擦角的增大规律随水泥掺量的增大而呈"S"型。     

水泥改良花岗岩残积土的强度和崩解特性研究

直接将花岗岩残积土用作路基填筑,易产生溜坍、滑坡等病害.为了消除花岗岩残积土不良特性,对湖南省南岳地区花岗岩残积土粒径级配进行研究,得出该地区花岗岩残积土为砂质粘性土,为了提高其填筑路基的性能,采用不同掺入量的水泥对其进行改良,在压实度均为90%的条件下,利用SLB-1型应力应变控制式三轴剪切渗透试验仪和自制崩解仪对各组试样分别进行三轴试验和崩解试验.改良的花岗岩残积土的抗剪强度和崩解试验结果表明,随着水泥掺量的增加,其抗剪强度逐步提高,遇水崩解状况得到逐步改善,当水泥掺入量达到6%时,能大幅提高花岗岩残积土的抗剪强度,其耐崩解性也得到了大幅度的提高和改善,可达到实际工程中改良当地花岗岩残积土的目的.     

水泥改良膨胀土抗剪强度室内试验研究

为研究水泥改良膨胀土抗剪强度的变化规律,本文以宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建工程为背景,采用宜昌三峡牌水泥改良膨胀土用作路基填料,并对不同水泥掺量改良膨胀土进行了直接室内剪切试验,深入分析了不同水泥掺量对改良膨胀土的抗剪强度指标的影响及影响规律。研究结果表明:水泥改良膨胀土能明显地提高膨胀土的抗剪强度,掺入水泥之后,内摩擦角和粘聚力均明显提高;随着水泥掺量的增加,改良膨胀土的内摩擦角先逐渐增大,且增大趋势先快后慢,最后逐渐趋于平稳;随着水泥掺量的增加,改良膨胀土的粘聚力逐渐增大,增大的趋势先慢后快,然后逐渐减慢,当水泥掺量从3%增加至5%时,粘聚力增加幅度最大。     

秸秆纤维黏土混合料作为填埋场衬垫材料可行性研究

为保证填埋场衬垫防渗系统的安全性,采用秸秆纤维对压实黏土衬垫系统进行改良,以提高衬垫系统的承载能力及抗开裂特性.通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、固结试验与抗开裂试验,探讨了秸秆纤维改良黏土的强度特性、变形特性和抗开裂特性,并以此对秸秆纤维黏土混合料作为填埋场衬垫材料的可行性进行评价.试验结果表明,秸秆纤维改良黏土具有较高的承载能力与抗开裂能力,秸秆纤维黏土混合料可以作为填埋场衬垫材料.秸秆纤维掺量对改良黏土的强度特性影响显著,随纤维掺量的增加,改良黏土的无侧限抗压强度先增大后减小,破裂形态由脆性破坏逐渐过渡为塑性破坏;黏聚力c、内摩擦角φ、压缩模量Es先增大后减小;压缩系数αv、压缩指数Cc则出现先减小后增大的趋势.最佳秸秆纤维掺量为0.30%,此时改良黏土的最大抗压强度达到459.15kPa,满足填埋场衬垫的工程强度要求.秸秆纤维掺量为0.30%的改良黏土,其开裂因子仅为0.008 1.     

纳米膨润土改良红黏土力学特性机理分析

为研究纳米膨润土对桂林红黏土的改良效果,通过三轴试验、X射线衍射试验、X射线荧光光谱分析试验和扫描电镜试验,分析不同掺量的纳米膨润土对红黏土力学性质的影响,并探索改良土的作用机理。结果表明,红黏土的抗剪强度、粘聚力、内摩擦角随着纳米膨润土掺量的增加呈先增大后减小的趋势,最优掺量分别为2.23%、2.87%、1.76%,当纳米膨润土掺量相同时,抗剪强度与围压成正比例关系;纳米膨润土使红黏土中高岭石、赤铁矿的半定量增加,石英的半定量减少,并且使化学成分中Al_2O_3、Fe_2O_3分别提高了5.67%、1.93%;加入纳米膨润土后,红黏土的结构从粒团结构变化至絮状结构,颗粒间由点点接触转变为面面接触,颗粒的边缘轮廓变得模糊,孔隙率、分型维数降低,结构致密性增强。     

高硅型铁尾矿对混凝土碳化及抗硫酸盐腐蚀性能的影响

将某高硅型铁尾矿进行机械力化学活化,将其作为辅助胶凝材料部分取代水泥制备混凝土,取代量(质量分数)分别为10%,20%,30%及40%,开展高硅型铁尾矿对混凝土碳化及抗硫酸盐腐蚀性能影响的试验研究.结果表明,掺加尾矿的混凝土抗碳化性能低于基准混凝土,随着取代量的增加,混凝土抗碳化性能呈下降趋势,但能满足混凝土结构工程的实际要求;随着取代量的增加,混凝土抗硫酸盐腐蚀性能呈上升趋势,取代量为20%,30%及40%时,混凝土抗硫酸盐腐蚀性能优于基准混凝土.经过机械力化学活化,某高硅型铁尾矿作为混凝土辅助胶凝材料部分取代水泥制备混凝土,就混凝土抗碳化性能及抗硫酸盐腐蚀性能而言是可行的.     

不同纤维掺量的铁尾矿再生混凝土抗盐雾侵蚀性能试验研究

为了改善铁尾矿再生混凝土的脆性性能，对不同废弃纤维掺量的铁尾矿再生混凝土的盐雾侵蚀性能进行了试验研究.通过对侵蚀深度，氯离子含量及孔隙率的研究结果表明：同一条件下，再生混凝土（RAC）的抗侵蚀能力低于普通混凝土（NAC），掺加30%铁尾矿使再生混凝土的抗侵蚀能力增强，少量纤维（≤0.9%）对其抗侵蚀能力影响不大，但当掺量较大时，其抗侵蚀能力有大幅降低；距侵蚀面不同深度处的总氯离子含量变化不大，自由氯离子含量随侵蚀周期的增加而增加，结合氯离子则呈相反趋势.当纤维掺量为0.6%时，各侵蚀工况下的氯离子浓度与NAC相近；当掺量为1.2%时，自由氯离子与总氯离子含量达到最高，与RAC的含量相近.通过核磁共振分析，随着纤维掺量的增加，孔隙数量先变小后变大，孔径则持续增加使其呈现出不同的侵蚀规律.经过研究，当废弃纤维的掺量为0.6%～0.9%时，铁尾矿再生混凝土的抗盐雾侵蚀能力最优，研究结果可为工程应用提供参考.     

水泥改良黄土崩解试验研究

黄土具有多孔亚稳结构和水敏性,遇水时易发生崩解。黄土的崩解性是促进黄土高原地区水土流失、崩塌、滑坡等地质灾害发生的主要因素之一。作为一种造价低、应用方便的材料,水泥改良黄土(cement improved loess, CIL)在黄土地基、边坡工程中应用广泛,但其抗崩解性研究较少。为此,该文通过原状及不同掺量下的CIL室内崩解试验和扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)试验,分析改良前后黄土的崩解行为,探究水泥对黄土崩解性的改良效果及作用机制。结果表明,掺入水泥可大幅提升黄土的抗崩解能力,低掺量下CIL仍具有完整的崩解过程,但水泥能填充粒间孔隙,阻碍水分运移,同时水泥水化物及其与黄土颗粒的作用能增强粒间胶结,从而延缓了黄土崩解进程。随着水泥掺量的增加,抗崩解效果愈明显,累积崩解百分量几乎为0。土样不发生崩解的最小水泥掺量为3%。研究结果对黄土的抗侵蚀性研究和防灾工程设计具有重要意义。     

冻融循环作用下玄武岩纤维混凝土抗压和抗折性能分析

通过掺加纤维的方法可有效改善混凝土在寒冷或者低温地区的冻害情况.基于此,本文通过控制变量法设计了5组不同冻融循环作用次数和4种玄武岩纤维掺量下的正交试验,并以此探究了不同冻融循环作用和不同玄武岩纤维掺量下混凝土的力学性能.研究结果表明：1)掺加玄武岩纤维可有效提高混凝土抗压强度、抗折强度以及抗冻融性能,且当掺量为2 kg/m³时其强度提高幅度最大;2)随着玄武岩纤维掺量的增加,混凝土抗折强度提高率增大,而抗压强度提高率则先增大后减小;3)当玄武岩纤维掺量为2 kg/m³时,不同冻融循环作用下混凝土抗折强度降低率随着冻融次数的增加而增加,抗压强度降低率则不明显.     

粉煤灰对水泥稳定碎石抗冲刷性能的改善

针对水泥稳定碎石基层在使用过程容易发生冲刷破坏问题,通过冲刷试验研究了不同粉煤灰掺量对水泥粉煤灰稳定碎石混合料抗冲刷性能的影响规律,分析粉煤灰对水泥稳定碎石抗冲刷性能的改善。结果表明:掺加一定量的粉煤灰可以明显改善水泥稳定碎石混合料的抗冲刷性能,最佳掺量为10%;在最佳掺量时,水泥水化形成的Ca(OH)2与掺加的粉煤灰可以充分反应,生成的大量凝胶可以使结构整体变得更加致密,增强水泥稳定碎石颗粒与颗粒之间的粘聚力,使水泥稳定碎石整体强度增大,进而提高混合料的抗冲刷能力。     

影响胶粒三趾马红黏土的关键因素分析

三趾马红黏土的持水特征使其作为路基填料时容易导致一系列工程问题。通过四因素二次正交旋转试验设计,选取影响抗剪强度的四个主要因素含水率、压实度、胶粒粒径、胶粒掺量作为试验因子,以黏聚力c和内摩擦角φ作为指标进行三轴试验。研究发现含水率、压实度、胶粒掺量与c和φ间的关系可通过多项回归方程式进行表征。胶粒粒径对三趾马红黏土的c和φ未产生显著作用。当含水率处于5%~25%,压实度处于87%~99%,胶粒掺量处于5%~25%范围内,三趾马红黏土的c和φ随着含水率的减小,压实度的增加逐渐增加;但胶粒掺量越高,c越小,φ越大。压实度和含水率、压实度和胶粒掺量对三趾马红黏土的c和φ存在交互作用的影响;而含水率与胶粒掺量仅对三趾马红黏土φ的影响具有交互作用。此外,以c或φ为响应面的模型能较好的反映试验的实际情况。     

水泥-红黏土注浆堵水性能试验及现场应用研究

为解决纯水泥浆注浆成本高、结石率低及凝结时间长等问题，对水泥-红黏土注浆材料进行研究。通过试验，分析水固比和红黏土掺量对浆液析水率、结石率、流动度、黏度及凝结时间的影响规律。结果表明，水固比一定时，浆液中红黏土掺量与析水率呈负相关，与结石率呈正相关；纯水泥浆液中掺入红黏土，流动度减弱，掺入红黏土可有效降低浆液凝结时间，浆液凝结时间与红黏土掺量呈负相关。浆液水固比为0.8,红黏土掺量为50%时，效果较优，初始黏度低，流动度接近纯水泥浆液，与传统水泥浆液相比，凝结固化时间低，析水率低，结石率达95%以上；通过现场工业试验，单孔每米注浆可节省水泥量约213 kg,大大减少水泥用量，降低注浆成本，检查孔检测注浆后透水率为3.52 Lu,防渗堵水效果较好，对地下水进行有效拦截，保证矿山安全可持续开采。     

木质素磺酸钙改良粉土抗硫酸盐侵蚀性能研究

粉土是路基工程中常见的土体填料，其结构性差，在硫酸盐侵蚀环境下易受到侵蚀.为改善粉土的抗硫酸盐侵蚀性能，采用木质素磺酸钙来加固土体，通过无侧限抗压强度与抗硫酸盐侵蚀试验，分析木质素磺酸钙掺量、养护龄期和硫酸盐环境下浸泡天数对改良粉土无侧限抗压强度的影响.结果表明：改良粉土的无侧限抗压强度随木质素磺酸钙掺量的增加先增大后减小，随养护龄期的增长逐渐提高.其他条件相同下，当掺量为5%养护龄期为28 d时，试样的无侧限抗压强度最大为394.6 kPa,是未处理粉土的5.46倍.同时，此时改良粉土的抗硫酸盐侵蚀性能最好，在硫酸盐环境下浸泡28 d后改良粉土的无侧限抗压强度是侵蚀后素粉土的4.9倍.SEM试验结果表明，掺入适量木质素磺酸钙可对土体内部孔隙进行填充，使土体强度、抗硫酸盐侵蚀性能增强.     

聚丙烯纤维红黏土渗透性与剪切特性试验研究

通过三轴压缩试验研究了聚丙烯纤维红黏土的渗透性与力学特性.击实与渗透试验结果表明,纤维含量变化时,纤维红黏土的最大干密度变化较小,而最优含水率变化较大.在0.25%～0.80%含量下,纤维红黏土可保持较低渗透性.三轴固结不排水试验结果表明,纤维红黏土的抗剪强度随着轴向应变增加而增大,具有典型的加工硬化特征,且随纤维含量与长度增加而增加,同时围压显著影响纤维红黏土的剪切特性.当纤维含量较小时,破坏模式为鼓胀型;当纤维含量较大时,尽管试样轴向应变较大,但未发生破坏.     

无砟轨道的道床板混凝土抗干缩开裂性能

采用带缺口混凝土环开裂试验研究不同C30混凝土的抗干缩开裂性能。试验结果表明:在温度20℃、相对湿度55%~65%条件下,粉煤灰和膨胀剂对混凝土的抗裂性能影响不大;在温度30℃、相对湿度34%~40%的条件下,掺15%的粉煤灰对混凝土的抗裂性不利,掺30%粉煤灰或掺5%~10%的膨胀剂有利于提高混凝土的抗裂性能;在温度40℃、相对湿度20%~25%的条件下,随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的抗干缩开裂能力变差;适量掺加膨胀剂有利于提高混凝土抗干缩开裂能力,但当膨胀剂掺量过大时,混凝土的抗干缩开裂能力将变差。