玄武岩纤维水泥土的冻融循环特性试验研究

为研究软土地区隧道基底水泥土加固材料的性能,分别进行了冻融循环条件下玄武岩纤维水泥土的静态抗压和劈裂抗拉试验,同时对不同冻融循环次数后的玄武岩纤维水泥土试样的高度、质量以及超声波进行了测试,探讨冻融循环作用对新型玄武岩纤维水泥土材料的物理及力学特性的影响。试验结果表明,随着冻融循环次数0、1、3、6、9和12的依次增加,玄武岩纤维水泥土试样的高度、质量和波速总体呈先减小后增大的趋势;其抗压强度和抗拉强度同样先减小后缓慢增大,6次冻融循环后的试样强度最低;冻融循环作用影响着玄武岩纤维水泥土的物理和力学特性,且物理特性和力学特性之间存在一定的相关性。该研究可为季节性冻土区隧道工程设计与建设提供一定的试验基础。     

冻融循环作用对纤维水泥改良风积沙劈裂抗拉强度的影响

为了研究冻融循环次数、纤维掺量和冻结温度对水泥改良风积沙劈裂抗拉强度的影响,开展玄武岩纤维水泥改良风积沙试样的冻融循环试验和劈裂抗拉强度试验。试样的纤维掺量分别为0,0.5%,0.8%和1.1%。冻结试验的冻结温度分别为-10℃,-20℃和-30℃,融化温度为20℃。试验结果表明,纤维水泥改良风积沙的劈裂抗拉强度随着冻融循环次数的增加而减少,与未经冻融循环的试样比较,第1次、第1～2次、第2～4次、第4～7次和第7～10次冻融循环后,每次冻融循环的强度损失速率分别为18.7%～36.8%,16.8%～21.0%,2.9%～6.5%,4.0%～5.8%和1.5%～2.7%,10次冻融循环后强度损失速率趋近于0。经历冻融循环后,纤维水泥改良风积沙试样的劈裂抗拉强度随着纤维掺量的增大而增大,达到0.8%的最优纤维掺量后则相反。纤维水泥改良风积沙试样劈裂抗拉强度随着冻结温度的降低而减小,但减小的幅度不明显。劈裂抗拉强度与冻融循环次数呈指数函数关系,与纤维掺量呈抛物线关系。劈裂抗拉强度影响因素相关性分析结果表明,劈裂抗拉强度与冻融循环次数呈负相关,而与纤维掺量、冻结温度呈正相关,冻融循环次数对劈...     

水泥干法加固软土的室内外试验研究

通过干法水泥土室内外试验,分析了水泥土无侧限抗压强度与掺入比及龄期、无侧限抗压强度与水泥等级及水泥品牌的关系,研究了干法水泥土的抗剪强度特性和压缩特性.水泥掺入比大于12%时,水泥土无侧限抗压强度提高较快.水泥土无侧限抗压强度和龄期、掺入比表现为指数关系,龄期较短时,根据需要可进行水泥土的掺入比设计.水泥等级对水泥土无侧限抗压强度影响很小,而水泥品牌对水泥土无侧限抗压强度影响较大.水泥掺入比为15%、龄期为28 d时,粉喷桩桩体无侧限抗压强度为室内水泥土强度的60.4%.     

聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土拉压性能试验研究

为研究纤维掺量、水泥掺量及养护龄期对聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土无侧限抗压强度及劈裂抗拉强度影响,进行纤维掺量为0~5%,增量0.5%,水泥掺量为10%,15%,20%和25%,养护龄期为7,14,28,60和90 d的抗压性能试验。研究结果表明:聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度及拉压比随着纤维掺量的增大而增大,延性随之增强。与未掺纤维的水泥搅拌土相比,纤维掺量5%,水泥掺量15%和养护龄期28 d的纤维水泥搅拌土的无侧限抗压强度提高了0.29倍,对应的峰值应变增大0.71倍;劈裂抗拉强度提高1.58倍,对应的峰值应变增大1.7倍,拉压比提高1.1倍。聚丙烯纤维对水泥搅拌土劈裂抗拉强度影响更显著。聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土的无侧限抗压强度与劈裂抗拉强度随着水泥掺量和养护龄期的增大而增大,而峰值应变及延性则随之降低。研究结果对基坑工程纤维水泥搅拌桩设计、施工具有参考价值。     

粉质粘土水泥土无侧限抗压强度试验研究

结合某工程粉质粘土水泥土进行室内配合比的试验成果,研究水泥土无侧限抗压强度与水泥掺入比及龄期的变化关系.研究结果表明:水泥土的无侧限抗压强度随着水泥掺入比和养护龄期的增加而增大;水泥土无侧限抗压强度的增大速率随龄期的增大而逐渐减小,随着水泥掺入比的增加而增大;随着水泥掺入比的增加,水泥土的破坏模式由塑性破坏逐渐变为脆性破坏;通过回归分析,建立水泥土的无侧限抗压强度随掺入比及龄期的数学表达式.该研究成果可供类似工程参考.     

淤泥质粉质黏土水泥土无侧限抗压强度影响因素的正交试验研究

结合湖南省洞庭湖区某高速公路试验段的淤泥质粉质黏土地基处理工程,利用正交试验方法对该淤泥质粉质黏土水泥土进行室内配比试验,研究水泥掺入比、水泥标号及含水率等因素对水泥土无侧限抗压强度的影响。试验结果表明：水泥标号对水泥土无侧限抗压强度的影响最大,其次是水泥掺入比,影响最小的是含水率。     

玻璃纤维水泥土劈裂抗拉强度试验研究

通过劈裂抗拉试验,研究纤维掺量、水泥掺量、土样含水率和养护龄期等4个主要因素对纤维水泥土劈裂抗拉强度的影响。研究结果表明:纤维水泥土劈裂抗拉强度与纤维掺量、水泥掺量及养护龄期呈正相关关系,与土样含水率呈负相关关系;水泥土破坏模式为脆性破坏,纤维水泥土破坏模式为塑性破坏。     

纤维水泥土无侧限抗压强度试验研究

为研究玻璃纤维加筋水泥土的效果,开展无侧限抗压强度试验。分别研究纤维掺量和纤维长度对纤维加筋水泥土无侧限抗压强度的影响。研究结果表明:纤维的加入能提高水泥土的延性,改善水泥土的脆性,极大的提高水泥土的残余强度;同时纤维能有效提高水泥土的无侧限抗压强度,纤维水泥土的强度受纤维掺量影响较大,最优纤维掺量为2‰;纤维掺量一定时,当纤维长度为9 mm时,纤维的加筋效果最佳。     

温度变化对水泥土力学性能的影响

为了研究养护温度对水泥土力学性能的影响,对水泥掺入比为0.2,养护龄期为7,14,28,60和90 d,养护温度为5,20,40和60℃的水泥土试样进行无侧限抗压强度试验,获得相应的应力-应变全过程曲线、无侧限抗压强度和变形模量E50,并根据试验结果分析不同温度下水泥土无侧限抗压强度和变形模量E50随龄期变化规律。基于化学反应动力学中质量作用定理推导出无侧限抗压强度演化方程为指数函数形式,并据此通过回归分析分别建立考虑温度影响的无侧限抗压强度和变形模量E50的演化方程。探讨了无侧限抗压强度与变形模量E50之间的关系。研究结果表明：水泥土应力-应变全过程曲线表现出明显应变软化特征,峰值应力随养护温度增加而增长,峰值应变受温度影响较小,基本在1%～2%之间。无侧限抗压强度随养护龄期增加而增长,养护温度越高其增长速度越快;无侧限抗压强度随养护温度增加呈非线性增长,当养护温度从40℃提高到60℃时,强度增幅最大。无侧限抗压强度和变形模量E50随龄期的演化规律基本相同,建立的演化方程与试验数据吻合较好。无侧限抗压强度和变形模量E50两者基本呈线性关系。研究成果可为工程设计提供参考。     

洞庭湖区淤泥质黏土水泥土力学性能试验研究

结合湖南洞庭湖区某高速公路淤泥质黏土软基处理工程,进行淤泥质黏土水泥改良土的无侧限抗压强度试验,研究水泥土无侧限抗压强度的影响因素、水泥土的应力应变关系和变形模量的变化规律以及试样的破坏模式。研究结果表明：淤泥质黏土水泥土的无侧限抗压强度随着养护龄期和水泥掺入比的增加而增加,随着含水率的增大而减小;无侧限抗压强度增长速率随着养护龄期的增大而减小,随着水泥掺入比的增大而增大;水泥土应力应变全过程曲线可以分为加载初始阶段、塑性上升阶段、应力～应变下降阶段和残余强度阶段等4个阶段;水泥土的变形模量随着水泥土的无侧限抗压强度的增大而增大;含水率高、水泥掺入比低和龄期短的试件呈现塑性破坏,而含水率低、水泥掺入比高和龄期长的试件呈现脆性破坏。     

不同pH值下水泥土力学与渗透特性试验研究

为了更加全面地研究水泥土处于不同酸碱环境时的力学与渗透特性,针对湖南地区特有的红黏土,综合考虑含水率、水灰比和水泥掺入量等因素的影响,并基于正交设计方法进行一系列试验研究,得到龄期分别为3,7和28 d时水泥土的无侧限抗压强度和渗透系数,掌握了不同酸碱环境及各个试验因素对其影响规律,并利用SPSS软件对它们之间的关系进行拟合。试验结果表明:在不同酸碱环境下,水泥土均可较好地改善红黏土的力学与渗透特性;碱性环境下水泥土的无侧限抗压强度更高、渗透系数更低,酸性环境则呈相反趋势;这3种因素对水泥土无侧限抗压强度和渗透系数影响的主次顺序均是含水率→水泥掺量→水灰比,含水率是最主要的影响因素,随含水率增加试样的强度近似呈线性降低、渗透系数则明显变大;当含水率较低、水灰比较低或水泥掺入量较大时,红黏土的pH值对水泥土渗透特性影响很弱,这些因素发生改变后,水泥土渗透特性的变化规律则各不相同。     

水泥粉煤灰搅拌饱和黄土强度影响因素试验研究

兰州至中川机场铁路工程沿线大多地段属于饱和黄土地基,承载力低,压缩性大,采取水泥土搅拌桩复合地基进行加固。对水泥粉煤灰搅拌饱和黄土强度特性进行试验研究。在不同的水泥和粉煤灰(以下简称"二灰")掺和比、不同的龄期、不同的水泥强度等级下,分析水泥土无侧限抗压强度的变化规律。试验结果表明:水泥土无侧限抗压强度随二灰掺量、龄期的增加而增大,二灰掺量为20%的水泥土无侧限抗压强度是二灰掺量为15%的1.42倍,是二灰掺量12%的1.9倍;当二灰总掺入量不变,粉煤灰掺入量占二灰比例为1/5、1/4、1/3时,水泥土强度略有降低;水泥土无侧限抗压强度随水泥强度等级的提高而显著增大,且随二灰掺量的增加,水泥土强度增加幅度增大。     

聚丙烯纤维增强泡沫轻质混凝土力学性能试验研究

针对浇筑密度700 kg/m3的泡沫轻质混凝土掺加6种长度(3,6,9,12,15,19 mm)、不同掺量的聚丙烯纤维,开展抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验和抗折强度试验,研究聚丙烯纤维对泡沫轻质混凝土力学性能的影响。结果表明:当纤维长度为3,6,9,12 mm时,泡沫轻质混凝土的抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度、抗折强度均随着纤维掺量的增加先增大后减小;当纤维长度为15,19 mm,掺量≤0.2%时,其抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度、抗折强度与基准值相比稍微增加,掺量0.2%时,各参数随着纤维掺量的增加而减小;纤维长度6 mm、掺量为0.6%时泡沫轻质混凝土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度与抗折强度达到最大值。     

硫酸盐环境对活性粉末混凝土抗拉强度的影响

通过硫酸盐冻融-干湿循环耦合作用试验,研究Na_2SO_4溶液浓度对预加载活性粉末混凝土劈裂抗拉强度的影响规律,并结合SEM、XRD微观分析方法研究其破坏机理。结果表明:0%、5%、10%浓度Na_2SO_4浓度溶液冻融-干湿循环耦合作用下,劈裂抗拉强度的变化经历初期劣化、强化和后期劣化共三个阶段。Na_2SO_4溶液浓度对劈裂抗拉强度的影响较大,其中,5%浓度的影响最大,其次为10%浓度,最后为0%浓度。冻融循环、干湿循环过程中的温度交变作用是初期劈裂抗拉强度下降的主要原因;侵蚀过程中产生的Na_2SO_4晶体和石膏晶体对裂缝和孔隙起到填充作用,未水化水泥和硅灰二次水化产生的修复作用,共同作用使得劈裂抗拉强度经历了强化段;后期劣化阶段结晶更好的石膏晶体与钙矾石晶体等侵蚀性产物的有害膨胀应力与Na_2SO_4结晶应力共同作用造成基体损伤。5%浓度Na_2SO_4溶液耦合循环6次后,活性粉末混凝土、C60高性能混凝土的劈裂抗拉强度损失率分别为6.09%、48.89%,活性粉末混凝土在耦合作用下的耐久性远优于C60高性能混凝土。     

水泥土搅拌桩室内试验研究

结合黔张常铁路项目对水泥土进行一系列的室内研究试验,试验结果表明:水泥土的重度较原状土有所增加,幅度为1.7%~7.4%。无侧限抗压强度随着水泥掺入比的增加而增大,破坏模式为脆性破坏,呈现倒三角锥形。水泥土的压缩模量随着龄期和掺入比的增大而增加。研究成果可为类似工程的设计和施工提供借鉴。     

水泥砂浆桩无侧限抗压强度试验研究

通过水泥砂浆桩无侧限抗压强度室内配比试验,研究不同水泥掺入比、不同掺砂量及不同龄期条件下水泥砂浆桩的无侧限抗压强度发展规律。试验研究表明:水泥土中掺入一定量的砂,可以明显地提高水泥砂浆桩的无侧限抗压强度。水泥掺入比相同时,28 d龄期的水泥砂浆桩的无侧限抗压强度为水泥土的2.2~3.7倍;水泥砂浆桩的无侧限抗压强度随着掺砂量的增加而增大,当掺砂量达到30%以后,强度随着掺砂量的增大而减小。水泥砂浆桩无侧限抗压强度随着水泥掺入比的增大而增大,随着养护龄期的增长而增大,其中前期的强度增长速率较快,后期较慢。水泥掺入比低、掺砂量低、龄期短的试件试件呈现塑性破坏,水泥掺入比高、掺砂量高、龄期长的呈现脆性破坏。本文的研究成果可为工程应用提供试验数据和理论依据。     

深层搅拌桩处理高速铁路软土地基施工工艺研究

通过高速铁路软土地基处理现场试验及水泥土室内试验,对深层搅拌桩的施工工艺进行了系统的研究。试验结果表明,采用深层搅拌桩处理高速铁路软土地基是可行的。不同深层搅拌桩机型、相同机型不同机组的成桩强度均存在一定的差异,在进行深层搅拌桩施工时,选择施工队伍与选择机型同样重要。10m复搅和全程复搅、增加复搅次数对桩体无侧限抗压强度影响不大,深层搅拌桩工艺宜采用10m复搅。不同地层对桩体无侧限抗压强度影响较大。浆喷桩桩长在12m以内时,桩体无侧限抗压强度比较均匀,施工质量可控性较高。     

严寒地区路基新型复合改良剂改良粉砂试验研究

以严寒地区高速铁路路基不良填料——粉砂为研究对象,采用一种新型复合改良剂对其进行系统的改良试验研究,并与传统水泥改良剂的改良效果比较。经过多次饱和冻融循环试验发现,掺加新型复合改良剂试样的无侧限抗压强度明显高于掺加同比例水泥的试样,且随着饱和冻融次数的增加无侧限抗压强度无降低趋势,耐久性、水稳定性好。同时,掺加新型复合改良剂可以明显提高试样的早期强度。研究成果对于高速铁路沿线不良填料的利用具有借鉴意义。     

钢渣二灰土的无侧限抗压强度试验研究

按照《公路土工试验规程》进行室内试验,制成不同掺量的钢渣二灰土,分别在不同饱水时间、不同次数的干湿循环和冻融循环等工况下进行无侧限抗压强度试验,以研究不同钢渣掺量的钢渣二灰土在各种工况下的强度及稳定性。试验结果表明,相比普通二灰土,钢渣二灰土最优含水率范围较广,在多种工况下的无侧限抗压强度折损率较小,稳定性较好;无侧限抗压强度随着钢渣掺入量的加大而提高,但在强度折损程度方面,掺入量在30%~50%的中配钢渣优于高配钢渣,研究成果对钢渣二灰土在岩土工程中的应用具有一定借鉴意义。     

水泥土受力性能试验研究

针对深港西部通道工程中涉及的三种不良地层软土,选用两种水泥固化剂及多种特定的水泥添加剂,进行水泥土配比及室内无侧限抗压强度的试验研究。结果表明:水泥土无侧限抗压强度随着养护龄期及水泥掺量的增大而增大,并呈现很好的相关性,因此,可通过水泥土早期强度预测后期强度;采用硅酸盐水泥比普硅水泥加固效果更好,在相同掺入量的情况下,前者的90天强度比后者高出21%~44%;对本工程含有机质的软土,在掺加少量FDN-5等外加剂和15%的水泥后,水泥土强度大于1.2MPa,可以满足工程要求。