基于环境影响的石灰土强度特性研究

灰土在公路工程中应用广泛,随着江苏公路里程的不断增加,石灰土路基开裂、老化等劣化问题逐渐凸显,如何确定影响石灰土强度的因素及其各项参数就显得尤为重要。文章通过干湿循环试验、冻融循环试验和浸水试验,研究石灰土的无侧限抗压强度、含水量和p H值对石灰土及素土强度的影响,结果表明,素土和石灰土经过多次干湿和冻融循环,无侧限抗压强度均有很明显的减小,石灰土的强度比素土的减小幅度小,石灰土的干湿和冻融循环稳定性较好;干湿循环、冻融循环和浸水过程中,浸水对石灰土强度、含水量和p H值的影响最大,因此,路基排水对石灰土的耐久性是至关重要的,研究结果可为江苏公路建设路基填土改良提供依据,具有较强的工程指导意义。     

纤维丝和网加筋泡沫轻质土力学特性和抗冻性

为分析短纤维丝和纤维网加筋对泡沫轻质土力学性能和抗冻性的影响，开展了一系列的无侧限抗压强度试验、抗折强度试验、动三轴试验和冻融循环试验.试验结果表明：对提高抗压强度而言，设计湿密度为700 kg/m³的泡沫轻质土掺入短纤维丝的最优长度和掺量分别为6 mm和0.4%；采用长度6 mm和掺量0.4%的短纤维丝对设计湿密度在400～1 000 kg/m³的泡沫轻质土进行加筋后，泡沫轻质土抗压强度、抗折强度和动应力阈值得到了显著地提高，最小提高量分别为35.3%、31.4%和53.4%；采用长度6 mm和掺量0.6%的短纤维丝对泡沫轻质土进行加筋后，设计湿密度分别为400、700、1 000 kg/m³的泡沫轻质土抗冻融循环次数分别由5、25、125次提高至10、50次和超过150次，泡沫轻质土抗冻性得到了显著地提高；相对于提高泡沫轻质土抗折强度而言，纤维网0.4%短纤维丝复合加筋的效果最好，单一纤维网加筋方式次之，单一短纤维丝加筋方式最差；短纤维丝、纤维网或两者复合加筋均显著地增加泡沫轻质土的韧性.     

泡沫轻质土的环境耐久性试验研究

泡沫轻质土是一种广泛应用于路基填筑、坑道回填等方面的轻质材料,其环境耐久性是保证结构使用寿命的关键因素。通过干湿循环试验和冻融试验,系统分析泡沫轻质土材料的水稳定性和抗冻性能等环境耐久性技术指标。试验结果表明,泡沫轻质土的环境耐久性随着水泥掺入量的增大而提高,试验范围内泡沫轻质土的环境耐久性良好。     

浸水作用下二灰黄土的稳定性

对二灰黄土进行了不同干湿循环次数和不同浸水时间2种浸水作用下的强度试验和压汞试验, 分析了二灰黄土水稳定性。分析结果表明: 二灰黄土强度较高, 7 d龄期无侧限抗压强度可以达到1.33 MPa; 随着干湿循环次数的增加, 二灰黄土强度出现衰减, 经过2次干湿循环后二灰黄土强度就大幅度降低, 并趋于稳定, 经过10次干湿循环后二灰黄土无侧限抗压强度和抗剪强度降低幅度分别为42.8%、47.4%; 随着干湿循环次数的增加, 二灰黄土的总孔隙体积呈线性增加, 经过10次干湿循环后二灰黄土的总孔隙体积从0.200 1 mL·g-1增大到0.238 3 mL·g-1, 增加了19%; 在干湿循环过程中, 不同孔径孔隙体积变化规律不同, 大孔隙体积呈线性增加, 小孔隙体积和微孔隙体积基本上没有发生变化; 随着浸水时间的延长, 二灰黄土强度出现衰减, 经过2 d浸水后强度产生大幅度降低, 并随着浸水时间继续延长强度逐渐趋于稳定, 经过4 d浸水后二灰黄土无侧限抗压强度和抗剪强度降低幅度分别为33.6%、54.7%。可见: 在石灰与粉煤灰掺量较小的情况下, 水对二灰黄土的强度有明显的弱化作用, 浸水作用可导致二灰黄土强度降低, 干密度略微减小, 总孔隙体积增大, 但相对于未改性黄土, 二灰黄土仍然具有较高的强度和较好的水稳定性, 可以在黄土地区作为道路的底基层推广使用。      

盐渍土强度特性分析

通过对盐渍土室内基本性质及反复冻融循环条件下的试验分析,研究天然盐溃土在多次冻融循环时的强度变化特征,试验结果表明：经多次冻融循环,低液限粘土试样粘聚力自下而上呈线性减小;含砂低液限粘土试样在冻融循环过程中,试样粘聚力呈反S形分布,内摩擦角均呈S形分布;低液限各层粉土试样的粘聚力随着冻融循环次数的增加而逐渐减小,各土层内的摩擦角也随着冻融循环次数的增加而减小。     

盐渍土强度特性分析

通过对盐渍土室内基本性质及反复冻融循环条件下的试验分析,研究天然盐溃土在多次冻融循环时的强度变化特征,试验结果表明:经多次冻融循环,低液限粘土试样粘聚力自下而上呈线性减小;含砂低液限粘土试样在冻融循环过程中.试样粘聚力呈反S形分布,内摩擦角均呈S形分布;低液限各层粉土试样的粘聚力随着冻融循环次数的增加而逐渐减小,各土层内的摩擦角也随着冻融循环次数的增加而减小.     

气泡混合土抗冻融循环性能试验研究

为解决冻土地区普通路基由于保温性能差导致的路基病害问题,采用保温隔热性能好的气泡混合土作为路基填料,可起到保护冻土、减少病害的作用。为探讨气泡混合土的抗冻性能,选取了不同容重的气泡混合土试件进行冻融循环试验研究,研究气泡混合土质量及强度损失规律,从而获知气泡混合土的容重对其抗冻性能的影响;进而,向气泡混合土试件中掺入玻璃纤维,探讨其对气泡混合土抗冻性能的增强作用。结果表明：气泡混合土的抗冻性能随着容重的增大而提高,表现为容重越大,所能经受的冻融循环次数越多,抗压强度和质量损失率越低;容重为800kg/m3的气泡混合土试件经过15次冻融循环后抗压强度迅速降低,经过100次冻融循环后,试件的质量损失达到9.2%;而容重为1 200kg/m3的气泡混合土试件在经过50次冻融循环后,抗压强度才开始明显降低,经过100次冻融循环后,试件的质量损失只有4.5%。玻璃纤维能显著提高气泡混合土的抗冻性能,其抗压强度损失率和质量损失率明显较未掺纤维的普通气泡混合土要小,且抗压强度和质量损失的速率明显降低;不同容重的气泡混合土试件掺入纤维后,经过50次冻融循环后,试件的抗压强度损失减少50%以上,质量损失减少40%以上。     

强度折减法分析干湿循环下红砂岩路堤边坡稳定性

通过红砂岩填料的室内干湿循环试验,得到红砂岩填料在不同干湿循环次数作用下的剪切强度,依据库仑定律反推出强度参数。红砂岩填料得到强度参数在干湿循环下有着较大幅度的强度衰减,对路堤边坡的稳定性影响巨大。基于强度折减法理论,结合室内试验得到红砂岩填料干湿循环下的强度参数,选用ABAQUS软件对选定的红砂岩路堤边坡稳定性进行分析,得到红砂岩填料边坡的稳定性随干湿循环次数的增多而减小,在干湿循环作用下边坡的稳定性系数由2.128降低到1.672,降幅约为21%。     

高寒盐沼泽区干湿-冻融循环下桥梁桩基腐蚀损伤与承载特性

为探明青海地区桥梁桩基在干湿-冻融循环条件下的腐蚀损伤特性, 依托德香高速公路工程, 在现场埋设钢筋和混凝土试件进行干湿-冻融循环1年, 采用室内试验将混凝土试件进行干湿-冻融循环225次, 对比分析了不同位置和不同循环时间条件下混凝土质量、抗侵蚀系数、相对动弹性模量、抗压强度、微观机理以及钢筋锈蚀率的变化规律; 采用数值仿真分析了未防护桩基20年内承载力变化规律, 并提出了高寒盐沼泽区桥梁桩基防护措施。研究结果表明: 随着试件埋设深度的增加, 现场桩基混凝土试件的抗侵蚀系数相关度增大, 最大值为0.93;随着时间的增加, 桩基混凝土试件的抗压强度最大损失率为38.20%, 埋深0.25 m处钢筋的面积锈蚀率最大, 为91%;表面涂抹环氧树脂可以有效减少钢筋锈蚀率, 桩基混凝土试件与钢筋的质量变化不明显; 干湿-冻融循环225次时, 桩基混凝土试件的边角处出现脱落, 四周出现裂纹, 但质量变化较小, 相对动弹性模量降低了39.10%, 抗侵蚀系数降低到0.51, 混凝土的抗压强度损失率为65.88%, 其内部因出现Friedel盐等膨胀性物质而趋于破坏; 随着剥落厚度和腐蚀深度的增加, 前8年桩基的承载力基本不变, 8年后其承载力逐步降低, 若不进行维护, 第20年桩基承载力降低34.45%;建议在桩基服役8年后, 要进行重点防护。      

低液限粉土及其改良土干湿循环特性试验研究

路基土的耐干湿循环特性反映了其抵抗自然环境中水分变化产生破坏的能力,是路基填土耐久性最重要的指标之一。结合室内试验研究了低液限粉土及其改良土（水泥改良土和石灰改良土）在不同的干湿循环次数条件下的工程特性,分析了干湿循环次数对土体抗压强度及其变形的影响规律,提出了低液限粉土宜于水泥改良的结论,为工程应用提供了技术参考。     

石灰改良膨胀土填料试验研究

以改建铁路沪汉蓉通道襄樊至老河口段路基工程为依托,通过室内试验和现场检测试验,对石灰改良膨胀土的物理性质、胀缩性、强度特性、水稳定性和干湿循环下其强度变动规律进行了研究．研究结果表明：石灰改良土的塑性指数降低,胀缩性减弱;石灰改良土的抗剪强度与掺合比、养护龄期和压实系数均呈正相关性,石灰改良土最佳掺合比为5％～7％,60d龄期之后石灰改良土的抗剪强度基本趋于稳定;石灰改良土水稳定指标在0．70以上,具有很好的水稳定性;石灰改良土抗剪强度指标随干湿循环次数增加呈衰减趋势,但当干湿循环次数较大时,石灰改良土的粘聚力随循环次数的增加会出现一定程度的提高．现场压实质量检测结果表明,石灰改良土路基质量基本能满足规范要求．     

泡沫轻质土处治新旧路基差异沉降性能的研究

为解决改扩建工程中新旧路基差异沉降的问题,在分析泡沫轻质土的物理特性的基础上,重点通过室内试验研究了气泡含有率、原料土、固化材料、水泥标号、含水量、养护时间等因素对无侧限压缩特性的影响。结果表明:气泡含有率及配合比对泡沫轻质土的物理特性和无侧限压缩特性影响较大;泡沫轻质土的无侧限抗压强度随着气泡含有率的增大而减少;在实际工程应用中应选择合适的材料和工艺参数。研究成果可为解决同类工程问题提供参考。     

含高液限粘土残积土干湿循环条件下强度参数衰变试验研究

强风化边坡表面厚度较大的残积土土体的强度参数在受降水、温度变化等因素作用下的衰变规律对边坡的稳定性计算有明显影响。通过制备大量的剪切试件并在室内模拟干湿循环环境,探究了所取的含高液限黏土的残积土试件的强度衰变规律及其与干湿循环次数的关系,并得到了衰变后稳定值,所得结果为后续相关研究提供了数值参考和计算依据。     

基于干湿循环试验的黄土路堑浅层边坡长期稳定性分析

为评估干湿循环作用对黄土边坡浅层土体强度的劣化效应，对甘肃定西Q₃原状黄土开展了不同干湿循环路径下的室内直剪试验，分析干湿循环次数、循环幅度与下限含水率对土体抗剪强度的影响，建立了考虑干湿循环三参数的强度劣化模型，并运用强度折减法对比了不同干湿循环路径下黄土路堑浅层边坡的长期稳定性。试验结果表明：随着干湿循环次数增加，原状黄土的黏聚力呈现先减小后趋于稳定的变化趋势，可采用双曲线函数进行拟合，内摩擦角呈线性下降趋势，10次干湿循环后，原状黄土黏聚力与内摩擦角的最大劣化度分别为27.64%与9.88%;在相同干湿循环次数下，循环幅度对原状黄土黏聚力和内摩擦角的劣化效应大于下限含水率；干湿循环过程中黄土路堑浅层边坡的长期稳定性系数遵循指数下降函数，不同干湿循环路径下边坡稳定性系数最大降幅为61.5%,且在6次循环后稳定性系数降幅约占总减小值的85%;干湿循环中循环幅度和下限含水率影响着黄土路堑浅层边坡稳定性，表现为随着下限含水率增大，浅层边坡稳定性系数先增大后趋于稳定，但随着循环幅度增大，稳定性系数线性减小；工程实际中边坡不同深度土体含水率变化范围不同，干湿循环路径存在...     

混凝土冻融损伤双轴强度破坏准则

根据快冻法原理,对引气混凝土试件进行了0、100、200、300次的冻融循环试验,对试验后试件进行双轴压作用下的强度试验研究。根据试验结果,研究试件的表面裂缝特征和破坏形态,得到基于冻融循环次数和应力比的极限抗压强度和极限抗拉强度力学性能退化模型。在主应力空间,建立基于应力比影响和不同冻融循环次数的引气混凝土双轴破坏准则。此项研究成果,为冻融影响地区在双轴荷载作用下的引气混凝土结构的强度分析提供理论和试验依据。     

膨胀土裂隙发育规律及与抗剪强度的关系研究

运用图像处理软件对不同干湿循环次数作用后的膨胀土表面裂隙参数进行提取,然后对试件进行低应力条件下的快剪试验,探讨了抗剪强度与裂隙参数的关系。研究结果表明;第1~2次干湿循环作用对裂隙的开裂影响程度较大,随次数的增加裂隙基本沿着原有的裂隙以变宽、变长为主,新裂隙发育较少;在第1次干湿循环后c值变化最明显,φ值受干湿循环次数作用影响不大;c值与裂隙率和分形维数具有良好的线性关系,可为裂隙参数来反算抗剪强度提供理论依据。     

干湿循环作用下温度效应对膨胀土收缩规律研究

在不同设定温度下,对膨胀土进行一系列干湿循环试验,基于图像处理软件PCAS的应用,对膨胀土试样裂隙图片进行定量采集研究,获取试件表面的裂隙参数,探讨温度对干湿循环作用下膨胀土裂隙收缩开裂规律的影响。研究结果表明:(1)膨胀土的裂隙率、分形维数随着干湿循环次数的增加而逐渐增加,最后渐趋稳定;(2)在前3次干湿循环作用下,膨胀土的裂隙率、分形维数变化幅度最大;温度高的变化幅度比温度低的大;(3)在相同的循环次数下,温度较高的膨胀土的裂隙率、分形维数比温度低的大;(4)经过6次干湿循环作用后,膨胀土的裂隙变化渐趋稳定。     

泡沫轻质土的主要路用性能试验研究

泡沫轻质土是一种多孔隙的轻质材料,在公路路基填筑等方面应用广泛,通过系统的试验,分析了泡沫轻质土的主要路用性能,包括抗压强度、刚度、水稳定性和冻融稳定性等,试验结果表明,泡沫轻质土的强度高、水稳定性和冻融稳定性良好,可以作为高等级公路的路基填筑材料。     

引气混凝土冻融循环后双轴压强度和变形研究

研究了引气混凝土在历经0、100、200和300次冻融循环后双轴压下的强度和变形规律。对混凝土立方体试件进行双轴压试验,测试了不同侧压和不同冻融循环次数下的混凝土抗压强度,并对试件破坏模式进行描述。试验结果表明:冻融循环对素混凝土破坏模式不产生明显影响。提出了主应力空间中的混凝土双轴压强度包络线。     

隧道基层碾压混凝土力学性能研究

隧道基层碾压混凝土一般以室内试件28 d抗弯拉强度为设计指标,但现场成型、养生工艺以及室内条件差异较大,室内试件的28 d抗弯拉强度难以真实反映现场施工质量。为得到较准确的现场基层抗弯拉强度,测试不同龄期相同压实度的室内试件抗弯拉强度、抗压强度和现场芯样抗压强度,结果表明：碾压混凝土早期强度发展较快,室内试件7 d抗弯拉强度、抗压强度分别达到28 d的82.8%和86.6%,现场芯样7 d抗压强度达到28 d的90.6%;养护效果显示标养条件>现场洒水保湿>洒乳化沥青;相同原材、配比和施工工艺下,可由7 d芯样抗压强度计算得到较准确的现场28 d抗弯拉强度。