岩体相似材料正交设计试验研究

为研制出物理力学参数可调范围较大的岩体相似材料,利用正交试验设计方法,以重晶石粉、铁精粉和石英砂为骨料,石膏和水泥为胶结剂,甘油为调节剂设计多组试验,并通过线性回归和方差分析研究该相似材料物理力学参数与影响因素之间的定量关系及各因素对参数影响的显著性。研究结果表明:不同配比相似材料的物理力学参数具有较大的取值范围,能够满足大部分岩质模型试验对岩体相似材料的要求;线性回归分析量化了相似材料物理力学参数与影响因素之间的关系,据此能够计算出各因素的量值;胶结剂含量对相似材料的密度、黏聚力和内摩擦角影响显著,甘油含量对相似材料的抗压强度和弹性模量影响显著,各影响因素对相似材料的抗拉强度和泊松比影响均不显著。该研究对采用浇筑方式制作试验模型的岩体相似材料的研制具有重要的参考价值。     

基于正交试验的软弱土质相似材料配比研究

基于正交试验设计方法,以骨胶比、洗膏比、重晶石粉掺量、膨润土掺量、含水量为因素,对软弱土质相似材料进行配比试验。每种因素设置5个水平,设计25组材料配比,获得不同配比相似材料的密度、黏聚力和内摩擦角等指标。采用极差分析法分析各因素的敏感性,研究各因素对相似材料参数的影响规律。研究结果表明:不同配比的相似材料各参数指标分布范围较大,能够满足大部分土质材料模型试验的要求;膨润土掺量对相似材料密度起主要控制作用,含水量和洗膏比对密度有明显影响;骨胶比对黏聚力影响最大,膨润土掺量和含水量的影响次之;膨润土掺量、含水量、重晶石粉掺量均对内摩擦角有较大影响;相似材料黏聚力随膨润土掺量的增大而增大,内摩擦角随重晶石粉掺量、膨润土掺量、含水量的增大而减小。试验结果可为类似模型试验土质相似材料的配制提供参考。     

膨胀岩相似材料的配比试验研究

采用膨润土、石英砂、重晶石粉、松香酒精溶液、石膏为原材料,以膨胀岩膨胀特性和吸水特性为参照指标,通过正交试验配制膨胀岩相似材料。结果表明:所配制的相似材料性能指标与各等级膨胀岩的膨胀特性指标和吸水特性指标基本一致;控制膨润土的含量可调节相似材料的膨胀等级;增加膨润土的含量可提高相似材料的吸水速率;对同一膨胀等级相似材料,改变石英砂含量和胶结剂浓度可改变相似材料湿化崩解性能。     

长江阶地粉质黏土相似材料配比试验研究

为确定长江阶地粉质黏土相似材料配比方案,本文研究原材料间配比关系。基于三因素三水平正交试验设计方法,以滑石粉、膨润土、石英砂和水为原料,配置基坑模型试验粉质黏土相似材料,通过剪切试验获取九组配比方案的黏聚力和内摩擦角两个物理力学指标,采用极差法和方差法分析各因素的敏感性与显著性,研究滑石粉、膨润土、石英砂以及水含量对黏聚力和内摩擦角的影响规律。结果表明:极差法与方差法分析结果具有一致性,两种方法能合理判断各因素对考察指标的敏感性与显著性;膨润土掺量虽少,但对粉质黏土的黏聚力有很大程度的影响,其次为滑石粉含量,当滑石粉含量增多时,相似材料黏聚力逐渐增大;滑石粉含量为相似材料内摩擦角的主要控制因素。试验方法和结果可为其他模型试验中土质相似材料的配比提供参考。     

离心模型在黄土路基工程中的试验技术研究

研究目的：离心模型在黄土路基工程中的试验技术还存在试验材料的选择、模型制备，以及工程模拟等一些难题需作进一步的研究。研究方法根据离心模型试验相似理论、相似材料性能测试，结合软土地基加固、加筋土挡墙、高路堤稳定性试验、地基湿化特性研究等黄土特殊结构的模型试验，进行相关试验技术的研究。研究结果提出了土工布、混凝土面板等相似材料的选择，以及黄土冲沟三维模型制备、黄土湿化过程模拟等试验方案。研究结论（1）罗纹布、涤纶布、镀锌铁皮可分别作为土工布、加筋带、混凝土面板的相似材料：（2）三维模型制备需要考虑原型的应力历史；（3）如何在离心机正常运转情况下模拟工程情况是离心模型试验技术研究的重点。     

广州轨道交通岩溶地质模型相似材料试验研究

广州市轨道交通多条线路均穿过石灰岩分布区域,沿线地下水丰富,岩溶洞穴十分发育。为保证岩溶地区地铁隧道施工和运营安全,采用模型试验对岩溶地质环境下轨道交通的稳定性进行研究,而相似材料的选择是模型试验能否成功的关键。本文首先在对广州市轨道交通沿线岩溶地质资料进行收集和整理的基础上,采用统计分析方法,提出概化地质参数。然后根据平衡微分方程和相似原理,推导出各主要物理力学指标的相似系数。最后,应用正交试验设计法,对相似材料的配比进行了优化,得到了最佳配比。并将该配比应用于岩溶地质模型的制作,收到了很好的效果。     

客运专线无碴轨道红层泥岩改良土路基离心模型试验研究

红层泥岩是一种特殊岩土,其工程性质不能满足无碴轨道路堤填料要求,需对其改良。模型中的路堤采用4%的水泥进行改良、含水量为8.66%、压实度达到95%,通过红层泥岩路堤离心模型试验,得到施工期沉降、工后沉降与时间的关系,并与非改良红层泥岩的离心模型试验结果进行对比,从而确定红层泥岩路堤填筑施工参数;并分别对2种填料路堤进行数值模拟,对比试验和数值模拟的结果。研究表明:以改良红层泥岩为路堤填料可以使路堤沉降减小,满足了无碴轨道对路基填料的要求,数值模拟结果与试验结果基本相符。     

京雄城际铁路混凝土桥墩不同养护方式效果对比

为分析干燥环境条件下不同养护方式对京雄城际铁路混凝土桥墩的养护效果,开展了标准养护、养护剂养护、土工布养护、养护膜养护4种不同养护方式下混凝土性能试验研究。结果表明:在温度20℃,相对湿度30%的干燥条件下养护膜中储释的水分单向迁移,保证了混凝土表面湿度,使混凝土中水泥水化相对充分,混凝土强度、耐久性均得到提高;养护膜养护对竖立、高大、不定型尺寸的混凝土桥墩养护效果优于养护剂和土工布的养护效果;采用土工布养护桥墩时,水的自重作用会导致桥墩上下部混凝土性能差别明显。     

不同服役环境下水泥土的性能对比试验研究

水泥土的服役环境对其性能产生重要的影响。通过研究标准养护和0.1 mol/L Na_2SO_4溶液养护2种服役环境下不同配合比参数、养护龄期的水泥土试件的力学性能指标,对比后得到水泥土含水率、水泥掺入比、外掺料种类、养护龄期等参数在2种服役环境下对强度的影响规律曲线,为今后水泥土桩在复杂环境下的设计和应用提供试验参数和理论依据。     

减水剂对半水脱硫石膏现浇墙体材料性能的影响

为了拓宽脱硫石膏的利用途径,选取萘系高效减水剂(NF)、聚羧酸系减水剂(HC)、木质素磺酸钠减水剂(SM)对半水脱硫石膏现浇墙体材料进行改性研究。试验结果表明:SM对半水脱硫石膏凝结时间影响不大,对提高石膏强度的效果与HC及NF相比不明显;NF使得半水脱硫石膏流动性较差,不适合作为减水剂;HC对凝结时间影响较明显,对半水脱硫石膏强度提高较多,但随其掺量的增加也会产生一些不利的影响。综合考虑减水剂对墙体材料制备过程的初、终凝时间,减水率和扩展度,抗折、抗压强度的影响,选择HC作为半水脱硫石膏现浇墙体材料的减水剂,最佳掺量约为0.5%。