粉煤灰固化超盐渍土的抗剪强度及耐久性

利用宁夏平罗县姚伏的超盐渍土,分别掺入5%、10%、15%、20%、25%、30%的粉煤灰进行固化改良,通过三轴试验,研究7d和28d龄期压实系数为90%、93%、96%固化盐渍土的抗剪强度;定性观察分析365d龄期的固化超盐渍土的耐久性.结果表明:当粉煤灰掺量在0~10%时,黏聚力增加显著;当粉煤灰掺量在10%~30%时,黏聚力增加缓慢.当粉煤灰掺量在0~15%时,摩擦角增加缓慢;当粉煤灰掺量在15%~30%时,摩擦角增加显著.7d与28d龄期固化超盐渍土相比较:当粉煤灰掺量在15%以内时,随着龄期的增加黏聚力和摩擦角有小幅波动变化;当粉煤灰掺量在15%以上时,随着龄期的增加黏聚力有增加的趋势,而摩擦角有降低的趋势.建议利用粉煤灰固化超盐渍土时,最佳掺量控制在10%~15%.365d龄期的各组固化盐渍土均处于松散状态,因此,利用粉煤灰固化超盐渍土需进一步研究改善其耐久性.     

粉煤灰-镁渣改良超盐渍土的工程性质研究

利用宁夏平罗县的超盐渍土,分别掺入20%、25%、30%粉煤灰和镁渣替代6%、8%、10%的粉煤灰进行固化处理。通过7 d、28 d龄期的三轴试验表明,相同粉煤灰掺量的超盐渍土的黏聚力随着镁渣掺量的增加呈先减小后增加的趋势;7 d龄期的试件,相同粉煤灰掺量的超盐渍土的摩擦角随着镁渣掺量的增加呈先增加后减小的趋势。28 d龄期的试件,相同粉煤灰掺量的超盐渍土的摩擦角随着镁渣掺量的增加基本呈现增加的趋势。粉煤灰、镁渣固化的各组超盐渍土,随着龄期的变化,黏聚力和摩擦角的平均变化幅度在4.2%以内,各组试样的抗剪强度变化不明显,粉煤灰、镁渣加固盐渍土的机理主要表现为物理加固,在工程中利用粉煤灰、镁渣固化超盐渍土时,只需考虑两者的物理加固作用。     

基于冻融作用的固化硫酸盐渍土-混凝土界面力学行为

冻融作用下固化盐渍土强度发生劣化并影响土体与结构的相互作用。鉴于此,开展了不同固化剂对硫酸盐渍土力学特性的影响研究并得知石灰+硅灰双掺改良效果显著;在此基础上,探索了石灰-硅灰双掺固化剂、含盐量、冻融次数等因素对非饱和固化硫酸盐渍土-混凝土接触面力学性能的影响。结果表明,石灰-硅灰固化硫酸盐渍土与混凝土界面内摩擦角随着冻融循环次数的增加先增大后减小再增大,黏聚力随着冻融次数的增加先增加后逐渐减小,接触面抗剪强度随着冻融次数的增加逐渐减小并趋于稳定;在相同的冻融次数下,接触面的内摩擦角及黏聚力均随着含盐量的增大先增大后减小,两者含盐量阈值分别为3%和2%。在本试验范围内,5%石灰+10%硅灰对含盐量为2%～3%的硫酸盐渍土改良效果较好;冻融前后,固化盐渍土-混凝土接触面剪应力-剪切位移曲线分为4个阶段：弹性变形阶段、强化阶段、软化阶段及流动阶段。     

石灰掺量对分散性土工程性质的时效影响分析

为研究不同石灰掺量和龄期对新疆某地分散性土长期力学性能的影响,通过改性研究和力学性质试验,探讨不同石灰掺量和龄期下改性土的变形与强度变化规律。结果表明：随石灰掺量增加,分散性抑制效果越好,最大干密度逐渐降低,内摩擦角增大,黏聚力和无侧限抗压强度先增大后减小,压缩系数先减小后增大,最后趋于稳定;随龄期延长,压缩系数减小,黏聚力、内摩擦角和无侧限抗压强度增大。当石灰掺量为3%时,分散性土改性为非分散性土,无侧限抗压强度达到峰值,龄期为3d、28d时,其强度提高48.24%、252.74%;当掺量为5%时,黏聚力取得极大值,龄期3d和28d的改性土黏聚力分别增加14.67%、50.05%。龄期越长,强度越高,改性土越脆,适应变形能力减弱。     

水泥石粉胶结盐渍土的抗剪强度试验研究

为了研究水泥和石粉胶结盐渍土的可行性,采用平罗县的盐渍土,分别掺入水泥和石粉进行盐渍土固化,其中水泥掺量分别为1. 5%、3%、4. 5%、6%,石粉掺量分别为2%、4%、6%、8%。设计了21组试验,利用三轴仪进行了7 d、28 d龄期盐渍土的抗剪强度指标测定。试验结果表明:石粉单掺入盐渍土中,其仅能依靠物理填充作用提高盐渍土的黏聚力,而内摩擦角降低显著。石粉与水泥复配加固盐渍土,水泥中的氢氧化钠可以有效诱发石粉的活性,从而大幅提高盐渍土的抗剪强度。采用石粉和水泥复配固化盐渍土达到4. 5%、6%单掺水泥的盐渍土的抗剪强度时,水泥可以分别节约33. 3%和25%。     

龄期及水泥掺量对水泥稳定风化砂抗剪指标的影响

文章以湖北省宜昌市的风化砂为研究对象,在风化砂中掺入不同用量的水泥,在不同养护龄期7、14、21、28d后进行标准直接剪切试验,研究了不同养护龄期以及不同水泥掺量对水泥稳定风化砂抗剪强度指标的影响规律。室内试验研究表明:水泥可以显著提高风化砂的抗剪强度;在相同的龄期状态下,水泥稳定风化砂的黏聚力随着水泥掺量的增加而迅速增大,内摩擦角随着水泥掺量的增加先增大后减小;在相同的水泥掺量下,水泥稳定风化砂的黏聚力随着龄期的增长缓慢增大,内摩擦角随龄期的增加逐渐增大,速度先快后慢;增加水泥稳定风化砂的养护龄期,也可以提高其抗剪强度。     

垂直荷重对不同材料改良膨胀土抗剪强度影响研究

通过不同垂直荷重下的直剪试验,探究石灰、水泥、粉煤灰改良膨胀土的内摩擦角、黏聚力以及抗剪强度随垂直荷重级数的改变而变化的规律,验证不同材料改良时的抗剪强度曲线与莫尔-库伦强度理论的相符程度。研究表明,在改良材料及掺量一定时,随着垂直荷重的增加,改良膨胀土内摩擦角逐渐减小,黏聚力逐渐增大。粉煤灰改良时内摩擦角减小幅度最大,黏聚力增长幅度最小;水泥改良时内摩擦角减小幅度最小而黏聚力增长幅度最大;石灰改良时内摩擦角及黏聚力的变化幅度居中。当垂直荷重级数相同时,掺3种材料对膨胀土抗剪强度提高幅度依次为:水泥、石灰、粉煤灰。当垂直荷重级数相同时,掺石灰对膨胀土内摩擦角的提高幅度最大,而对黏聚力的提高来说,掺水泥效果最好;掺石灰改良时,试验所取的垂直荷重对抗剪强度指标的影响程度较大,而粉煤灰改良时,抗剪强度与垂直荷重的关系接近库伦定律,垂直荷重的取值对抗剪强度指标的影响较小。     

水泥硅灰粉砂土抗剪强度实验研究

以宁夏银川市某道路路基填筑的粉砂性土为实验对象,分别对水泥粉砂土和水泥硅灰粉砂土进行了三轴实验研究,分析了硅灰对水泥粉砂性土力学参数的影响规律.结果表明,硅灰替代水泥虽然不能改善水泥粉砂土的摩擦角,但可以改善水泥粉砂土的黏聚力,且随着硅灰替代量的增加,黏聚力呈先增加后减小的趋势.3%水泥粉砂土的硅灰最佳替代量为12.05%;5%水泥粉砂土的硅灰最佳替代量为16.5%.随着水泥掺量的增加,最佳硅灰替代量将增加;不同水泥掺量的粉砂土,硅灰对其抗变形能力影响不同,主要取决于水泥土的刚柔性.     

水泥硅微粉固化黄土的冻融试验研究

为了研究水泥硅微粉固化黄土的力学性能,利用宁夏宁东工业园区的黄土,掺入2%的水泥和10%的硅微粉进行固化,分别进行7、28 d龄期的三轴试验和28 d龄期3、9次冻融循环的三轴试验。结果表明:7、28 d龄期的素土与7、28 d龄期固化土相比,水泥和硅微粉的掺入对黄土的黏聚力的影响显著。7 d龄期黏聚力增加了33.99倍,28 d龄期黏聚力增加了57.34倍。素土3次冻融循环黏聚力降低了30.3%,9次冻融循环黏聚力降低了88.8%;固化土9次冻融循环黏聚力降低了8.3%,硅微粉和水泥掺入黄土,使其变形表现为素土呈塑性材料特性向固化土呈脆性材料变化,硅微粉和水泥的掺入有效地提高了黄土的承载力。     

有限淋滤作用下石灰处治膨胀土的力学性能

对南阳膨胀土的基本力学性能及经石灰处治后的力学性能进行了测试,探讨了石灰处治膨胀土的力学性能指标随掺灰比和龄期变化的规律,获得了最优掺灰比;同时,自行设计了一套针对石灰处治膨胀土的室内有限淋滤试验装置和试验方法,并利用此方法对南阳膨胀土进行了有限淋滤试验,分析了石灰处治膨胀土内Ca2+含量、黏聚力及内摩擦角随淋滤天数变化的规律.结果表明：经石灰处治后,膨胀土的黏聚力随着淋滤天数增加而明显降低,其内摩擦角的变化较小;在降雨淋滤作用下,石灰处治膨胀土内Ca2+含量的减少将引起路基强度的降低,从而对路基性能产生不利的影响.     

碱激发矿渣膨润土系竖向隔离墙体材料施工和易性及强度特性

采用碱激发矿渣-膨润土系隔离墙材料以研究其施工和易性及强度特性,并研究其满足可二次开发利用的污染场地条件下的工程特性,在不同砂土比、碱激发矿渣掺量、膨润土掺量以及不同龄期条件下进行了坍落度、无侧限抗压强度和直剪试验.坍落度试验结果表明,标准坍落度Ss与迷你坍落度Sm之间具有线性关系,满足施工和易性要求的含水率范围所对应的迷你锥坍落度为25.5~75.5 mm.无侧限抗压强度试验结果表明,无侧限抗压强度qu随养护龄期增长和碱激发矿渣掺量增大而增大,而膨润土掺量对无侧限抗压强度影响微小.直剪试验结果表明,随着养护龄期由14 d增长至28 d、碱激发矿渣掺量由5%增大到15%,黏聚力显著增加,内摩擦角降低,而膨润土掺量对内摩擦角影响较小.     

石灰固化海砂海泥混合料作为填料的室内试验研究

为解决沿海地区缺乏填料的问题,将海砂海泥按质量比1.5∶1进行掺合,将混合料作为填筑材料,采用石灰作为固化剂,开展了一系列室内试验,包括无侧限抗压强度试验、直剪试验以及压缩试验。结果表明,固化混合料的无侧限抗压强度随着石灰掺量增加不断提高,掺量5%~7%之间时,强度变化最明显;7 d养护龄期的混合料的强度约为28 d养护龄期的50%左右,强度增长较为缓慢;石灰掺量大于7%之后,其强度增长速率明显减缓,甚至有减小的趋势;石灰掺量低于5%时固化效果不明显,在7%~9%之间时接近低压缩性土。     

垂直荷重及二灰掺量对风化砂抗剪强度影响

以石灰粉煤灰稳定风化砂的抗剪强度指标为研究对象,石灰以2%、4%、6%、8%掺入风化砂中,粉煤灰则按石灰和粉煤灰之比分别为1:2、1:3、1:4掺入.调整直剪试验的垂直载荷,分别按I级、II级、III级进行加载.研究表明:二灰可以显著提高风化砂的抗剪强度.在相同的垂直荷重下,不同二灰比例稳定风化砂的粘聚力随着二灰掺量的增加而增大,内摩擦角则是先增大再减小;在相同的二灰比例、二灰掺量下,稳定风化砂的粘聚力会随着垂直荷重的增加显著增大,内摩擦角则随着垂直荷重的增大而减小,速度先慢后快;在相同的二灰比例下,随着垂直荷重的增加,抗剪强度显著增大,且垂直荷重小于100 kPa时,增长速度较小,当垂直荷重大于100 kPa时,增长速度明显加大.     

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。     

剪切速率及二灰掺量对改良风化砂抗剪指标的影响

以石灰、粉煤灰改良风化砂抗剪强度指标为研究对象,通过对风化砂中掺入不同量、不同比例的二灰,进行室内直接剪切试验,改变剪切速率,得到不同剪切速率及二灰掺量对抗剪强度指标的影响规律.试验研究表明:剪切速率对二灰改良风化砂的粘聚力、内摩擦角有较大影响;在相同的二灰比例下,二灰改良风化砂粘聚力随着剪切速率的增大而增大,内摩擦角随着剪切速率的增大而减小;垂直荷重较大时,抗剪强度随着剪切速率的增大而显著减小,垂直荷重较小时,剪切速率对抗剪强度影响较小;在相同的剪切速率下,风化砂的粘聚力均随着二灰掺量的增加而有显著增大,且剪切速率大的粘聚力增幅要大于剪切速率小的粘聚力增幅.随着二灰掺量的增加,风化砂的内摩擦角会先增大后减小,但总体差别不大.     

南阳黄褐土力学特性实验研究

运用应变控制式直剪仪,对不同含水率及粗颗粒砂含量的南阳重塑黄褐土开展直剪实验,分析含水率、粗颗粒砂含量对土体抗剪强度、黏聚力及内摩擦角的影响;实验结果表明:抗剪强度都随着垂直压力的增大而增大;随着含水率的增加而降低;黏聚力、内摩擦角随土样的含水率的增加而减少;含水率低于16%,对内摩擦角影响较小;在16~22%间,含水率对内摩擦角影响明显;含水率大于22%,含水率对内摩擦角影响较小。黄褐土含水率在15%情况下,粗颗粒砂含量影响对其力学特性影响明显:黄褐土和砂粒的含量分别为60%和40%时,重塑土的抗剪强度达到最大值;粗砂粒含量由20%增加到60%,由粗颗粒砂与黄褐土组成混合体的粘聚力迅速减小到最小;粗砂粒含量由60%增加到80%,混合体的粘聚力迅速增加,其粘聚力在砂粒含量60%达最低;砂粒含量由20%增加到50%,其內摩擦角迅速增加到最大,砂粒含量由50%增加到80%,其內摩擦角迅速降低到32.92°。     

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.     

含盐量对固化硫酸盐渍土抗压强度的影响

对石灰粉煤灰固化不同含盐量硫酸盐渍土28 d试件进行无侧限抗压强度试验,探讨含盐量对石灰粉煤灰固化土抗压强度的影响。并采用界限含水率试验、X线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和物理吸附试验等方法研究石灰粉煤灰固化不同含盐量硫酸盐渍土的稠度特征、物相特征、化学成分和微观结构,分析含盐量对石灰粉煤灰固化硫酸盐渍土抗压强度影响的机理。研究结果表明:含盐量在0.3%~5.0%范围内,不同石灰粉煤灰固化硫酸盐渍土的强度随含盐量的增加先增大后减小,峰值强度对应的含盐量为1.8%;同一含盐量时,当含盐量低于2.8%时,固化土强度随石灰粉煤灰含量的增加先增大后减小,当含盐量高于2.8%时,固化土强度随石灰粉煤灰含量的增加而增大。     

石灰改良淤泥质土的试验研究

以拟建杨林船闸淤泥质土开挖料综合利用作为研究对象,以石灰作为改良剂,对不同掺灰量的改良淤泥质土进行砂化试验、击实试验、界限含水率试验、直剪试验和压缩试验。试验研究结果表明:采用掺石灰的改良方法,能够快速降低淤泥质土的含水率,使土体从块状变成散粒状;随着掺灰量的增加,石灰改良土最大干密度减小,最优含水率增加;掺灰量对液塑限的影响较大;随着掺灰量的增加,石灰改良土的内摩擦角和黏聚力C显著增大,压缩性显著降低。     

石灰改良膨胀土膨胀性和水稳定性室内试验研究

针对安徽张庄矿尾矿坝填料膨胀土进行含水率、自由膨胀率δe f、膨胀力Pe和50 kPa压力下的有荷膨胀率δeP50试验,确定膨胀土的膨胀潜势及分布范围,采用掺石灰的方法对土体进行改良并进行击实试验,根据最大干密度和压实度96%制样,研究不同石灰掺量改良土自由膨胀率随养护时间的关系,进行干湿循环试验研究改良土的胀缩变形规律、渗透特性及抗剪强度特性.试验研究结果表明:随着石灰掺量的增加,膨胀土击实后最优含水率逐渐升高、最大干密度逐渐减小;改良土自由膨胀率随着养护时间的增加逐渐减小并于30 d之后趋于稳定;经历6次干湿循环后试样的胀缩变形存在着不可逆性,但掺灰量大于2%的改良土绝对膨胀率小于4%,试样表面无明显裂隙,抗剪强度提高明显,可认为试样膨胀性得到了良好的控制;对于相同石灰掺量的改良土,二次掺灰的改良效果要优于一次掺灰.