不同湿度膨胀土无侧限抗压强度随冻融循环的演化规律

为研究膨胀土无侧限抗压强度随初始湿度状态和冻融循环次数的变化规律及其内在机理,以棕红色弱膨胀性膨胀土为研究对象,压实系数0.9为密实度控制指标,分别配制初始含水率为20%,23%,26%的膨胀土试样,采用-15,20℃为冻结、融化边界温度,将制备好的试样放入冻融循环试验箱进行冻融循环作用。利用全自动三轴仪对经过不同冻融循环次数后的膨胀土试样进行无侧限抗压强度试验。结果表明:压实度为0.9的膨胀土应力应变曲线存在由最优含水率条件下的"软化型"向高含水率状态下的"硬化型"转变趋势;随冻融循环次数的增加,土体应力应变关系曲线呈梯度性向应变横轴靠拢收缩;膨胀土无侧限抗压强度随着冻融循环次数的增加而迅速衰减,且衰减幅度随着初始含水率的增加而增大;经过10次冻融循环后膨胀土的剩余无侧限抗压强度分别仅为其未冻融土体强度的55%(w=20%)～31%(w=26%)。     

CTB-50水泥稳定碎石抗冻性能研究

为评价最大粒径为53 mm的水泥稳定碎石(CTB-50)抗冻性能，研究了冻融循环次数、级配类型、水泥剂量对水泥稳定碎石抗冻性能的影响，并建立了冻融强度劣化系数预测模型。结果表明：随冻融循环次数增加，水泥稳定碎石抗冻性能先急剧降低，冻融7次后抗冻性能不再有显著变化；水泥稳定碎石存在冻融强度极限劣化系数，CTB-50为0.845,比CTB-30的0.795提升了约6.3%;相同冻融次数后CTB-50与CTB-30无侧限抗压强度比值至少为1.15,且随冻融次数增加，强度比值增大，可达1.27;随水泥剂量增加，水泥稳定碎石冻融强度劣化系数有所增大，但并不明显。     

粉煤灰掺量对水泥砾质土力学效应影响

为研究粉煤灰掺量对水泥土力学效应的影响,在水泥砾质土中分别掺入质量分数为0%、4%、8%、12%、16%和20%的粉煤灰,在7、28、90 d养护龄期下分别进行无侧限抗压强度试验、渗透试验和冻融循环试验。试验结果表明,7 d龄期时,随粉煤灰掺量增大,试样无侧限抗压强度和渗透系数基本保持不变。而冻融循环后,粉煤灰掺量增大,试样无侧限抗压强度降低,渗透系数增大。28 d和90 d龄期时,随粉煤灰掺量增多,试样无侧限抗压强度值先增大而后逐渐趋于平缓,而渗透系数先减小而后逐渐趋于平缓且有增大趋势。冻融后,试样无侧限抗压强度随粉煤灰掺量增大先增大后减少。而试样渗透系数和强度损失率随粉煤灰掺量增大先减小后增大,转折点粉煤灰掺量为12%。     

寒区路基抗冻害阻水改良土设计试验研究

通过在两种黏性土中分别掺入不同配合比的阻水剂，制备成试样，进行吸水率、无侧限抗压强度测试和不同次数冻融循环条件后的力学试验。结果表明：在塑性指数大于15的黏性土中掺入15%的胶凝剂+配合比为1%～2%的阻水剂，改良土的吸水率是未加阻水剂的10%～20%。改良土试样的无侧限抗压强度随冻融循环次数的增加衰减较小，24次冻融循环后的无侧限抗压强度损失率在10%以内，而未改良土强度损失率高达50%以上。另外，含阻水剂的改良土试样受多次冻融循环后的质量变化率均小于5%。     

冻融循环作用下寒冷地区铁路路基泡沫轻质土填料性能衰减规律

通过冻融循环试验和无侧限单轴抗压试验，以水固比、泡沫溶液质量分数、冻融循环次数为控制因素，分析泡沫轻质土物理力学性能衰减规律。结果表明:冻融循环6次前的冻融劣化效应显著，12次之后土体结构趋于稳定；泡沫掺入量为10.0 %、水固比1∶1.2时试样的最终强度损失率为24.1 %，而泡沫掺入量为6.0 %、水固比1∶1.8时的强度损失率仅为6.3 %。冻融循环试验后的土样力学强度满足铁路基床应力环境要求，可为泡沫轻质土在寒区路基的应用提供参考。     

深季冻区高速公路路基边坡固化砂冻融循环试验研究

在深季冻区,使用化学方法固化砂质边坡表层后,由于冻融循环的影响,固结层易发生破坏。为了研究新型固砂剂TD-1固化砂体后的抗冻融特性,从微观方面对其强度形成机理进行分析;使用湿冻法、干冻法对固化砂进行试验,模拟其在有、无雨雪条件下的冻融循环;冻融循环后,通过无侧限抗压强度试验,研究固化砂无侧限抗压强度随冻融循环次数的变化,以及应力随应变的变化。结果表明:(1)使用湿冻法进行冻融循环试验,随着冻融循环次数的增加,试样抗压强度逐渐降低,降低速率由快变慢,之后趋于稳定,试样破坏形式从脆性破坏逐渐向塑性破坏过渡;(2)使用干冻法进行冻融循环试验,随着冻融循环次数的增加,试样抗压强度逐渐增大,增大速率由快变慢,之后趋于稳定,试样破坏形式为脆性破坏。     

海相稳定土性能的室内试验研究

采用石灰(CH)、水泥(PC)和石灰+水泥(PC+CH)作为稳定剂稳定海相土,对各稳定土进行室内无侧限抗压强度、水稳性能和抗冻融性能测试,以探讨不同稳定剂稳定海相土的效果。试验结果表明,PC+CH稳定海相土强度最高,PC稳定土次之,CH稳定土强度最低。PC+CH稳定海相土的水稳性能最优,各龄期下水稳系数均大于0.95,而PC稳定土水稳性最差,水稳系数均小于0.6。PC+CH稳定海相土的抗冻融性能最优,30次冻融循环后稳定土强度下降23%,而CH稳定土抗冻融性能极差,30次冻融循环后稳定土强度下降100%。因此,PC+CH作为稳定剂比其余两种稳定剂更适用于海相土的稳定,PC+CH稳定海相土可作为路基填料使用。     

冻融循环对水泥土力学性能的影响

抗冻性差是水泥土的一个最重要的缺陷,长期以来如何将水泥土应用于北方寒区一直是工程实践面临的一个重大课题。通过室内的水泥土无侧限抗压强度试验,探讨了水泥掺量和冻融循环对水泥土无侧限抗压强度的影响规律。试验研究表明:在冻融循环条件下,水泥土的无侧限抗压强度呈现近似于直线增长的趋势。当水泥掺量达到25%时,经过冻融循环后的水泥土的无侧限抗压强度损失率也达到了48.04%,不能满足工程上冻融循环后强度衰减小于25%的要求。所以,在实际工程中,必须要采取其他的措施来减少水泥土的冻融损失。同时对冻融前后水泥土的无侧限抗压强度按照线性进行拟合,拟合的效果较好。     

干湿循环下水泥改性膨胀土裂隙及渗透特性研究

为了研究水泥改性膨胀土在干湿循环下的工程渗透特性,设计水泥改性膨胀土的配合比,采取正交设计试验方法,通过图像分析软件PACS、无侧限抗压强度试验、室内渗透试验研究在干湿循环条件下水泥改性膨胀土的裂隙开展情况、强度衰减特性、水泥改性膨胀土渗透性能的变化规律。结果表明:土体渗透特性和强度受干湿循环次数的影响程度较大;在干湿循环条件下水泥改性的膨胀土含水率保持更稳定,抗裂率、强度、渗透率均得到明显的改善;低碱水泥土的裂隙率、强度衰减率、渗透率均大于普通水泥土。     

碱渣土无侧限抗压强度和水稳定性试验研究

将碱渣按一定比例与滨海软土拌和,用以稳定软土。通过击实试验制备碱渣土,对不同配比碱渣土进行无侧限抗压强度和水稳定性试验,研究组分掺量、龄期对碱渣土强度和水稳定性的影响,分析碱渣土的无侧限抗压强度特性和机理。研究结果表明:碱渣土的无侧限抗压强度随着水泥掺量的增加而提高,随着碱渣掺量的提高先增加后降低,存在一个峰值;龄期对碱渣土无侧限抗压强度有一定影响,在7～14d龄期时影响较为明显,在14～28d龄期发展平缓;碱渣土的水稳定性发展规律与无侧限抗压强度基本一致。结合试验分析得出,利用碱渣稳定滨海软土时,碱渣掺量为30%左右较为理想。     

掺沥青路面回收料再生水泥混凝土抗冻性能研究

为研究掺沥青路面回收料(RAP)再生水泥混凝土的抗冻性能,采用慢冻法研究了冻融循环下RAP掺量(20%、30%、40%、50%)和水灰比(0.4、0.5、0.6、0.7)对再生水泥混凝土外观形貌和抗压强度损失率的影响。结果表明：在冻融循环下,掺沥青路面回收料再生水泥混凝土外观形貌表现出表面裂缝出现-裂缝延伸扩展-裂缝遍布表面-表面浆体胀落-试件彻底解体等发展历程。冻融早期再生水泥混凝土的抗压强度损失较为缓慢,随着冻融次数的不断增加,再生水泥混凝土的强度损失速度也随之加快。随着RAP掺量和水灰比增大,再生水泥混凝土抗压强度损失率随之增大,冻胀解体时承受的循环次数随之减小,抗冻性能随之减弱。     

压实度对MgO碳化土加固效果的影响及其机理研究

活性MgO是一种用于软土加固的新型材料,与土体拌和并经CO₂气体碳化后可使固化土强度在数小时内显著提高。在已有研究的基础上,通过静压法制取86%、87%、89%、91%和92%五种不同初始压实度下活性MgO固化土试样,并对固化土试样进行室内碳化试验。对碳化前后的MgO固化试样进行了含水率、干密度和无侧限抗压强度测试,以研究压实度对MgO碳化土含水率、干密度和无侧限抗压强度的影响规律;最后从无侧限抗压破坏的试样中选取典型样品进行X射线衍射、热重、扫描电镜和压汞试验,根据碳化产物和孔隙特征2个方面分析MgO碳化固化土的微观特征。结果表明：MgO固化土碳化过程中消耗了大量CO₂和水分,生成的主要碳化产物为棒状三水菱镁石和片状水碳镁石/球碳镁石,这些碳化产物具有显著的胶结和填充作用,使氧化镁固化土试样的干密度和强度明显增加;固化土的初始压实度对碳化效果有较大影响,随着初始压实度的增加,碳化试样的含水率呈先减小后增加趋势,而无侧限抗压强度呈先增大后减小趋势;当固化土试样的初始压实度为中等压实度89%时,碳化后试样含水率最低,生成的碳化产物最多,碳化试样的无侧限抗压强度最大,孔隙率最小,说明该压实度为最佳初始压实度,最有利于氧化镁固化土的碳化加固。     

碱渣、废混凝土改性淤泥质土作为路基填土的可行性研究

通过对航道工程产生的非适用淤泥质土进行改性,研究其作为公路路基填土的可行性,得到了航道工程淤泥质土的改性配方为72%淤泥土、4%水泥、4%碱渣和20%废混凝土。通过无侧限抗压强度试验、CBR试验、扫描电镜试验与重金属浸出试验对其用于路基填筑的方案及其经济可行性进行了研究。试验结果表明:使用同比例的碱渣和废砼改性的淤泥质土的7 d无侧限抗压强度相比于使用石灰集料改性增加了2%;相比于原状土,改性土的CBR值提高了437%,膨胀量值降低了94%;相对于固化淤泥质土所用的原材料,改性土中Cd、Zn、Ni、Cu和Pb等重金属的浸出量减少了15.2%~68.5%;碱渣、废砼改性淤泥质土的成本相比于石灰、集料改性淤泥土和素土分别降低了63.88%和50.72%。     

再生废旧混凝土骨料水泥稳定碎石路用性能试验及应用研究

针对废旧混凝土再生回填路基稳定碎石进行分析研究,以不同再生骨料掺量（0 %,25 %,50 %,75 %,100 %）和不同水泥剂量（3 %,4 %,5 %,6 %）为基础进行试验,以最大干密度、最佳含水率和无侧限抗压强度为指标优选了5 %水泥剂量作为再生水泥稳定碎石基础配比参数。分析了不同再生骨料掺量下再生水泥稳定碎石材料的劈裂强度、干缩系数、温缩系数及冻融强度损失率。以25 %再生骨料为基础进行了实际的再生废旧混凝土水泥稳定碎石道路基层应用,道路强度和弯沉值检测均达到普通道路使用要求。     

吹填淤泥土的双掺固化和配比优化试验研究

为了研究水泥和氧化钙双掺固化改良吹填淤泥土的最优配比,该文基于正交试验开展了双掺固化土的改性分析,最后通过模糊综合评价法对各配比方案进行了量化优选。结果表明：(1)同等比例掺入条件下（掺入量1.0%～4.0%）,最优含水率与掺入量呈正线性相关,而最大干密度呈负线性相关;非同等比例下,规律不甚明显,但是相对水泥来说,氧化钙的减水效果要优于水泥的效果;(2)试样的无侧限抗压强度受水泥和氧化钙相对比例影响,等比例掺入时呈正相关,但总体上水泥在双掺固化土强度增长过程中起主要作用;(3)采用模糊综合评价法,综合考虑项目固化施工成本、抗压强度、击实特性等多种因素认为山东玉龙岛炼化项目吹填淤泥的最优配合比方案是采用2.0%水泥+1.5%氧化钙双固化,此时试样的最优含水率为23.3%,最大干密度为1.68 g/cm3,无侧限抗压强度为440 kPa。     

冻融循环作用下压实粉土的剪切强度性能试验研究

为了探究冻融及含水率对压实粉土抗剪性能的影响,以郑州粉土为研究对象,在不同制样含水率下,对不同冻融循环次数作用下的路基压实粉土进行直接剪切试验。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,抗剪强度及黏聚力呈先降低后趋于稳定态势,其中以首次冻融循环的降幅最为明显;土的内摩擦角随着冻融循环次数的增加出现小幅下降。冻融循环过程中,随着含水率的增大,土的抗剪强度及黏聚力劣化幅度增加,内摩擦角的衰减幅度受含水率的影响不明显。工程建设中,应合理设置路基防排水设施,减少冻融循环作用对土体力学性能的影响。     

冻融循环对阳曲隧道黄土强度影响对比试验研究

为了研究冻融环境对黄土强度的影响,以山西阳曲1号公路隧道不同含水量的黄土为研究对象,设计冻融循环次数和含水量变化的对比试验,通过进行冻融前后的直接剪切试验,获得含水量不同的黄土经过不同次数冻融循环后的强度变动规律。结果表明： 原状土样和重塑土样在含水量变大的过程中,抗剪强度与黏聚力均在减小,内摩擦角基本保持稳定,但原状土样的抗剪强度与黏聚力始终高于同含水量的重塑土样。在含水量较高的情况下进行冻融试验,发现黄土干密度变化非常明显,此现象表明影响黄土冻胀劣化的主要因素是含水率的大小,黄土中水分含量越大劣化征象越显著。     

冻融循环作用下石灰改良粘土无侧限抗压强度试验研究

为探究石灰改良路基粘土强度受冻融循环作用的衰减规律,进行了冻融循环作用下土体的无侧限抗压强度试验.试验结果表明:石灰改良粘土的无侧限抗压强度随冻融循环次数逐渐增加而减小,随掺灰剂量逐渐增大而增大,单次循环强度衰减值随着冻融循环次数的增多而逐渐降低,至6次冻融循环后,强度值逐渐趋于稳定;冻融作用后强度衰减率随着掺灰剂量的增大而减小;经过冻融作用后,高压实度土体强度衰减率高于低压实度土体,不同压实度的石灰改良粘土强度差值逐渐减小;掺灰剂量的增加对于含水率高的土体可起到明显的减水作用,石灰的掺加有效增强了土体的抗冻融能力.     

变温度区间冻融循环下石灰改良路基土回弹模量衰减规律及原因解析

针对路基冻融界面处土体受到不同冻融温度作用影响,进行了变温度区间冻融循环下石灰改良土回弹模量的室内试验.试验结果表明,回弹模量随着含水率的增加而降低,随冻融循环次数的增加而逐渐下降,至6次循环时基本稳定;随着冻融循环低温下限温度的逐渐降低,其回弹模量衰减率逐渐增大,当温度降至-9℃时,冻融后回弹模量衰减率不再发生变化,主要原因是由于-9℃～0℃是土中水发生相变的过渡温区,土中水冻结比例随温度下限下降逐渐升高,对土体结构产生影响逐渐加大所致.     

DHT土凝岩稳定风积沙底基层路用性能研究

以二秦高速公路为工程背景,进行了DHT土凝岩固化剂稳定风积沙底基层的试验研究.通过无侧限抗压强度试验、击实试验、红外光谱试验、温缩试验,比较了DHT土凝岩和水泥两种固化剂对风积沙的固化效果,以及温度对固化效果的影响,探究了DHT土凝岩稳定风积沙的工作机理,并就用于公路底基层的可行性进行了分析.结果 表明:在两种固化剂稳定风积沙混合料含水率低于最佳含水率的情况下,土凝岩混合料试样干密度的灵敏度明显高于水泥混合料试样,便于实际施工;土凝岩固化剂掺量大于9％时,土凝岩稳定风积沙混合料7d无侧限抗压强度符合公路路基底基层的强度规范要求;土凝岩稳定风积沙混合料受温度的影响小于水泥稳定风积沙混合料,在高温区间存在较大的温度应力应变,但在平均年气温较低的寒冷地区应用是可行的;红外光谱证明,土凝岩中氨基、巯基等基团通过水化反应将风积沙胶结在一起形成空间网状结构,使土凝岩混合料获得强度.