玻璃纤维加筋土细观损伤演化及机理研究

为探究玻璃纤维对红黏土的加固机理,采用离散元技术进行了数值模型试验,基于微裂纹演化过程划分了加筋土细观损伤演化阶段,并研究了各损伤阶段微裂纹与力学演化特征,并揭示了加筋土细观损伤机理。试验结果表明:纤维土微裂纹于初始损伤阶段开始产生并逐渐扩展,当轴向应力达到峰值时加筋土进入破坏阶段,微裂纹快速发展。玻璃纤维周边土体产生的微裂纹以剪切裂纹为主,而土体中产生的微裂纹以拉裂纹为主。由于玻璃纤维有效减缓了土体中裂纹的快速扩展,导致加筋土抗压强度的增强。纤维含量越高加筋土所能承受的损伤程度越小,随着纤维含量的增加加筋土越容易沿着纤维发生局部破坏,导致加筋土抗压强度随着纤维含量的增加而减小。     

玻璃纤维加筋石灰土无侧限抗压强度试验研究

依托室内试验,研究玻璃纤维和石灰对红黏土无侧限抗压强度的影响规律。试验结果表明:在红黏土中掺入玻璃纤维能显著提高其无侧限抗压强度,使其具有较好的水稳定性;纤维石灰土的无侧限抗压强度增长率高于纯纤维土或石灰土;纤维土的无侧限抗压强度随着纤维长度的增加而增加,随着纤维掺量的增加先增加后减小,当掺量超过1‰后,强度随着掺量的增加而减小;纤维石灰土的无侧限抗压强度在未浸水条件下均随着纤维长度和掺量的增加而增大;浸水条件下,无侧限抗压强度在纤维长度未达到9 mm时随着纤维长度和掺量的增加而增大。研究成果可为纤维和石灰改良路基填土的工程应用提供参考价值。     

矮寨大桥锚碇大体积混凝土物理力学性能试验研究

水泥水化热在大体积混凝土内部聚集难以外散,混凝土结构表面易出现各种裂缝问题。针对矮寨大桥的锚碇和散索鞍支墩等结构物使用大量的混凝土,通过各种力学试验,研究了低强度的水泥掺入一定量的粉煤灰对混凝土热力学性能的影响。试验结果表明,在满足混凝土强度条件下,优先选择强度较低的水泥,并且掺入5.4%的粉煤灰,能使多项试验结果均满足验收要求,工程质量得以保证。采用数值分析方式拟合了弹性模量、绝热温升与养护龄期之间的关系。研究成果为类似大桥大体积混凝土施工提供相应的试验支撑。     

聚丙烯纤维红黏土无侧限抗压强度试验研究

通过无侧限抗压强度试验,研究聚丙烯纤维对红黏土无侧限抗压强度的影响规律。试验结果表明,在红黏土中掺入一定量的聚丙烯纤维,可以明显地提高其无侧限抗压强度,聚丙烯纤维土的无侧限抗压强度是素土的1.18~2.54倍;聚丙烯纤维土的无侧限抗压强度随着纤维含量和纤维长度的增加而增大。纤维能提高红黏土的残余强度,增强了土体的破坏韧性,使破坏模式由脆性破坏向塑性破坏转变;纤维在土体中形成了空间网状结构,约束了土体的变形,提高了土体的整体性。本文的研究成果对聚丙烯纤维红黏土作为路基填土材料的工程应用提供了试验数据和理论依据。     

水泥土抗剪强度参数试验研究

采用三轴不固结不排水试验方法,分别研究水泥掺入比为10.7%,13.7%和16.7%的水泥土在14,28和90 d龄期的抗剪强度。试验结果表明,水泥土应力应变曲线表现为应变软化型,峰值强度对应的应变为1.56%~5.31%。随着养护龄期的增大,峰值强度不断变大,峰值强度对应的应变却不断减小。随着水泥掺入比和龄期的增大,水泥土较原状土而言,黏聚力从11.2 kPa提高到797.2 kPa,提高了9.0~71.0倍,内摩擦角从23.8°提高到38.4°,提高幅度为1.1~1.7倍。本文的研究成果可为实际工程中水泥土搅拌桩的设计和施工提供参考。