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。     

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。     

软岩改良土无侧限抗压强度试验研究

研究目的:无侧限抗压强度是评价改良土性能的一个关键性指标,本文对水泥改良和石灰改良的风化泥质板岩的无侧限抗压强度进行试验研究.通过试验揭示石灰改良土存在最佳掺合量的基本规律;并对水泥改良土不同的养生条件、龄期、压实度等因素对无侧限抗压强度的影响进行一系列对比分析,验证在相同压实度条件下,水泥改良土的无侧限抗压强度优于石灰改良土的无侧限抗压强度.研究结论:通过试验研究得出:水泥改良土的无侧限抗压强度随着水泥掺合量增大而增大,因水泥改良土不存在最佳水泥掺合量;用水泥来稳定软岩这种加固方法具有非常好的水稳定性,相同压实度条件下的水泥改良土无侧限抗压强度并非在最优含水率时达到最大;因此在改良土地填筑过程中要进行养护.     

贵州地区石灰改良膨胀土无侧限抗压强度的试验研究

以贵州地区某工程的膨胀土为研究对象,通过室内试验,研究石灰掺入率、压实系数及养护龄期对改良土无侧限抗压强度的影响。试验结果表明：改良土无侧限抗压强度随着压实系数的增大而增大,随着龄期的增长而增大,随着石灰掺入率的增加先增大后减小,最佳掺灰率为9％。无侧限抗压强度影响因素的灰色关联度分析结果表明,压实系数对改良土无侧限抗压强度的影响最大,其次是养护龄期,而掺灰率的影响最小。改良土的应力应变关系曲线呈应变软化模型,试样的破坏模式为脆性破坏。本文的研究结果可为类似工程提供借鉴。     

兰州水泥改良黄土拉压强度对比试验研究

对宝鸡—兰州客运专线王家沟隧道黄土及其水泥改良土进行室内无侧限抗压、轴向劈裂和单轴拉伸试验,分析含水率和压实度对黄土及水泥改良黄土强度特性的影响,量化分析水泥改良效果。试验结果表明:重塑黄土和水泥改良黄土的抗拉强度远小于其抗压强度;黄土改良前抗压强度为51～229 kPa,抗拉强度为4. 42～18. 37 kPa;改良后抗压强度为1 388～4 196 kPa,抗拉强度为99. 69～250. 75 kPa;黄土经掺加5%水泥改良后,抗压强度提高17倍,抗拉强度提高12倍,改良效果明显;含水率、压实度对重塑黄土与水泥改良黄土强度影响的变化趋势相同,但对重塑黄土强度特性的影响更显著。     

郑西客运专线湿陷性黄土填料水泥改良及填筑压实工艺研究

研究目的:确定郑西客运专线湿陷性黄土填料的改良技术和填筑压实工艺。研究结果:水泥改良湿陷性黄土最大干密度随时间呈衰减趋势;水泥改良湿陷性黄土的压实厚度严格控制在30 cm以内,松铺系数为1.1～1.2;水泥改良陷性黄土不适合采用强振碾压,一般来说静压的施工效果较好,碾压遍数控制在4～5遍;水泥改良湿陷性黄土的含水率对压实度影响较大,含水量偏差应控制在-0.5%～ 1.5%;尽量缩短水泥改良土从拌和到碾压完成的时间,遵循“三快一密实原则“:快速摊铺、快速整平、碾压密实、快速检测,确保碾压和检测在水泥初凝前完成。     

纤维掺量对水泥改良风积沙强度及孔径分布的影响

为了研究纤维掺量对水泥改良风积沙无侧限抗压强度和孔径分布的影响,进行聚丙烯纤维水泥改良风积沙的无侧限抗压强度试验和核磁共振试验。纤维掺量为0,6‰,8‰和10‰,水泥掺量为4%和5%,试样标准养护龄期为7 d。试验结果表明,纤维水泥改良风积沙的T2谱曲线存在3个峰值,最可几孔径和孔隙率随着纤维掺量的增大而减小,纤维掺量大于8‰,结果则相反。适量纤维加筋水泥改良风积沙,可以减小水泥改良风积沙内部孔隙,小孔和中孔增多,大孔减少。未掺纤维的水泥改良风积沙的应力-应变曲线呈应变软化型,而纤维水泥改良风积沙的应力-应变曲线随着纤维掺量的增大逐渐趋向于应变硬化型。纤维水泥改良风积沙的应力-应变曲线大致分为孔隙压实、弹性变形、弹塑性变形和应力衰减等4个阶段。随着纤维掺量增大,应力-应变曲线整体右移,延性增强,无侧限抗压强度、峰值应变和能量吸收能力随着纤维掺量的增大而增大,超过最优纤维掺量8‰,规律则相反。水泥掺量4%,纤维掺量8‰的水泥改良风积沙的无侧限抗压强度、峰值应变、能量吸收能力分别为水泥改良风积沙的1.31倍、2.04倍和1.37倍。纤维水泥改良风积沙的孔隙率与无侧限抗压强度呈幂函数关系。研...     

不同养护温度下水泥改良风积沙无侧限抗压强度试验研究

为研究不同养护温度对水泥改良风积沙的影响,开展无侧限抗压强度试验。选用的养护温度为30℃,40℃,50℃,60℃,70℃和80℃,水泥掺量为4%和5%,压实系数为0.90和0.95。研究不同养护温度对水泥改良风积沙的应力应变曲线、无侧限抗压强度、峰值应变和刚度的影响。研究结果表明:随着养护温度升高,水泥改良风积沙的应力应变曲线左偏态特征越显著,无侧限抗压强度近似线性降低,峰值应变近似反比例降低,而刚度近似线性增大。与标准养护条件相比,水泥掺量5%,压实系数0.95的水泥改良风积沙在30℃,50℃和80℃养护条件下的无侧限抗压强度分别降低了1.1%,17.4%和40.6%,峰值应变分别降低了19.7%,31.8%和40.2%,刚度分别增大了18.0%,32.6%和77.9%。新疆塔克拉玛干沙漠夏季路基施工时,考虑70℃养护条件,掺量5%的水泥改良风积沙能满足铁路路基基床底层填料设计要求。本文研究成果对风积沙铁路路基基床设计和施工有借鉴意义。     

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。     

地基土先期固结压力P_c值确定方法探讨

通过大量土样试验数据的对比,找出无侧限抗压强度与固结试验法确定的先期固结压力值之间的相关性,提出在工期紧、任务量大、有部分对比试验数据的情况下,用土样的无侧限抗压强度值代替先期固结压力值,用来判定土层的应力历史。     

饱和对水泥改良土抗压强度与弹性波速及其相关性的影响

用固结不排水三轴剪切试验方法和透射法,分别测定改良土的抗压强度和弹性波速,从而研究饱和对水泥改良土抗压强度、弹性波速的影响以及两者的相关性。结果表明,水泥改良土含水量的变化对其强度、弹性波速的影响较大。试样饱和后,2种水泥改良土的抗压强度和剪切波速大约分别降低30%和20%左右,而压缩波速却明显增大。不同养护龄期、不同灰土配比条件下,饱和前后抗压强度与剪切波速具有一致的变化趋势,它们之间存在良好的相关性,其相关系数大于0.95;由于饱和导致改良土的压缩波速增加,不能反映其强度的弱化,因此,剪切波速是评价水泥改良土强度特性变化的重要指标。     

反复冻融作用下粉质黏土的微观分形特征研究

粉质黏土作为一种常用的路基填料,受冻融循环作用的影响后其微观结构的变化直接导致路基强度的改变。为研究多次冻融后土体力学强度与微观结构的关系,以东北地区粉质黏土为研究对象,进行不同冻融循环次数下土体的扫描电镜(SEM)、压汞(MIP)及无侧限抗压强度试验。基于分形理论,分别计算土体颗粒、孔隙三维分形维数,并据此建立分形维数与力学强度的关系公式。研究结果表明:随冻融次数的增加,土体颗粒重新排列,整体性受到破坏,孔隙体积呈波动上升的趋势;试样含水量升高后,5~20μm孔径的孔隙含量逐渐减小,而0.3~5μm孔径孔隙含量增加;分形维数很好地反映了冻融循环过程中土体微观结构的变化特点,由分形维数与无侧限抗压强度构建的回归方程得知,分形维数越大,土体强度越大。     

水泥改良细砂类土延迟时间对强度和干密度的影响

以东北某新建Ⅰ级国铁项目特定的细砂类土为研究对象,在特定的水泥掺量下,做了不同延迟时间下的室内击实试验,并在标准养护7 d后,做饱和无侧限抗压试验。根据大量室内试验数据,分析了特定水泥掺量下水泥改良细砂类土的延迟时间对最大干密度以及7 d饱和无侧限抗压强度的影响,得到了最大干密度以及7 d饱和无侧限抗压强度随延迟时间的变化规律,给出了简便适用的计算公式,对此类土的科学施工及质量控制起到了较好的指导作用。     

水泥改良土击实方法的分析与研究

研究目的:通过对水泥改良土击实标准和方法的分析和研究,进一步了解延迟时间对水泥改良土工程特性的影响。研究结果:延迟时间对击实干密度及无侧限抗压强度有一定的影响,取延迟3～5 h的击实干密度进行现场质量控制能够保证无侧限抗压强度满足设计要求。     

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。     

饱和软黄土隧道围岩注浆加固参数研究

研究目的:饱和软黄土地层隧道围岩具有强度低、承载力差、抗变形能力弱等特性,因此对饱和软黄土地层隧道围岩注浆加固参数展开研究具有重要意义。依托西安地铁4号线火车站站暗挖西安火车站工程,进行室内黄土力学性能和现场注浆试验,研究含水率对黄土强度特性的影响,分析黄土劈裂注浆浆液扩散的基本规律及劈裂机理,并总结现场隧道围岩注浆加固参数。研究结论:(1)饱和软黄土的含水率降低,其强度呈线性增长,因此注浆后降低了原位土体的渗透性能以及提升土体的黏聚力,整体上提升土体的抗剪强度;(2)黄土劈裂注浆浆液扩散的基本规律及劈裂机理:浆脉夹角近似120°,且高度不一致,长度有差别,在注浆压力逐渐增大的情况下,浆液在黄土体内会先后三次劈裂土体,形成劈裂缝并在其中进行扩散、填充,最终形成黄土劈裂注浆的"Y"型浆脉;(3)加固后的开挖面土体无侧限抗压强度达到0.6 MPa,周边土体加固区达到1.2 MPa,渗透系数≤10-6cm/s,含水率由原先的约30%下降至10%;(4)得出了在饱和软黄土地层中下穿火车站暗挖隧道WSS注浆所使用的配合比、注浆压力控制值、黄土地层下填充系数等参数,可为饱和软黄土地层隧道围岩注浆加固参数的精细化设计提供必要的参考依据。     

阳安二线膨胀土填料改良研究

拟建阳安二线沿线膨胀土广泛分布,膨胀土不能直接作为路基填料,如果选取合格填料,运距较远、投资大,而且挖方地段的膨胀土又得弃掉、占地多,极不经济。通过选取现场两处代表性取土场取样,生石灰粉作添加剂,按4%、6%、8%、10%四个级别的掺入比做室内改良试验,试验表明:生石灰掺入比大于4%改良后,能达到消除膨胀性的目的,改良土有较好的水稳性和较高的强度,能满足设计要求;改良土较原膨胀土有较高的抗压强度和剪切强度,且随生石灰的掺入比增加而增大;得出了路基不同部位、不同膨胀级别膨胀土的生石灰粉掺入比,为阳安二线路基填料设计提供了理论依据。     

矿粉固化剂处理盐渍吹填土地基效果研究

研究目的:曹妃甸吹填土含有大量细颗粒成分,且含盐量高,常规地基处理方法达不到强度和变形要求,化学固化方式处理该地区盐渍吹填土具有较大的优势。本文以10%矿粉作为固化剂主剂,硅酸钠、生石灰和石膏粉作为添加剂,分别进行单掺、双掺和三掺添加剂固化后的强度试验,分析盐渍吹填土在不同掺入材料、配比及不同期龄下的无侧限抗压强度变化规律。研究结论:(1)矿粉固化剂能大大提高曹妃甸盐渍吹填土的无侧限抗压强度,其中生石灰对矿粉固化盐渍吹填土的固化效果影响最大;(2)10%的矿粉+1.0%的生石灰+0.8%的硅酸钠+1.5%的石膏粉,是矿粉固化剂的最优配比方案,该配比固化土试样7 d无侧限抗压强度达到了2007 k Pa,28 d无侧限抗压强度增至3370 k Pa,完全能满足铁路地基强度要求;(3)该研究成果可为曹妃甸及其他滨海盐渍化吹填土地区铁路地基固化工程提供指导和理论依据。     

粉砂改良土抗剪强度特性试验研究

通过无侧限抗压强度试验、直接剪切试验、三轴压缩试验,对纯砂和水泥改良粉砂的强度特性进行试验研究,结果表明:该粉细砂存在一定的黏聚力,其最优水泥的掺入比为3.5%;水泥掺入对粉砂来说主要体现在c值的增长上,对φ值的影响不明显;水泥改良粉砂的强度随着龄期的延长而增加。