纳米材料对低掺量水泥土早期强度的影响

将纳米蒙脱土、纳米硅、纳米铝分别加入到水泥土中,用于改善水泥土的工程性质。通过室内无侧限抗压强度试验,研究纳米材料掺入比、水泥掺入比和水泥土总含水率3个因素的变化对纳米水泥土早期强度的影响,分析强度增加的原因,得到各个因素对水泥土强度的影响规律和拟合方程,并提出了纳米材料的最佳掺入比。试验结果表明:纳米蒙脱土、纳米硅和纳米铝都可以提高水泥土的强度。     

掺入钢渣与偏高岭土水泥改性土的性能与微观机制

围绕工业废弃钢渣再生利用、高性能地聚合物偏高岭土在改性土中应用以及水泥改性土性能提升这3个问题,设计了掺入钢渣与偏高岭土后水泥改性土的一系列室内试验,从击实特性、抗压强度以及劈裂抗拉强度3个方面阐述改性土的宏观性能;同时开展了SEM,XRD,TGA与MIP等微观试验,明晰水化产物生成以及微观结构与孔隙分布的内在机制,进而为废弃物再生利用与改性土性能提升奠定理论基础。宏观试验结果表明:钢渣对水泥改性土击实特性和力学强度有所改善;引入偏高岭土后,上述性能得到明显改良和提升,改良后力学强度与偏高岭土掺量之间呈现先增加后减小的规律,最优掺入比(偏高岭土与水泥质量比值)为1/3~1/2;劈裂抗拉强度与无侧限抗压强度之间成正比关系,斜率比值为0.83。微观试验结果表明:钢渣和偏高岭土掺入后,不能改变水泥改性土中水化产物的类型,但改变了水化产物的包裹形式和数量,使得试样的微观结构和孔径分布发生改变,这是2种材料提升水泥改性土宏观力学强度,但改良效果有明显区别的内在原因。     

纤维加筋水泥土力学性能研究

依托四川某二级公路路堤工程,通过室内试验研究水泥土、玻璃纤维水泥土和玄武岩纤维水泥土力学性能,结果表明:水泥土力学强度随养生龄期增加呈幂函数关系增长;水泥土力学强度与水泥剂量正相关,且建立的强度增长模型能较好地预测水泥土强度增长趋势;水泥掺量≥6％时,水泥土水稳系数提高速率减缓;水泥土掺入纤维后力学强度提高显著,且玄武...     

垃圾电厂飞灰改性水泥土三轴试验研究

为研究垃圾飞灰改性水泥土的抗剪强度,提出将垃圾飞灰作为外掺料应用到水泥土的改性研究中。将粒径≤2 mm的黏土颗粒按照不同配比与水泥、飞灰配置成不同飞灰掺量的水泥土试样,采用室内GDS三轴固结排水的试验方法,研究水泥掺量在10%、飞灰掺入比在0%~20%、水泥土在养护龄期为7 d、14 d、28 d时的三轴抗剪强度特性。试验研究发现:1)垃圾飞灰掺入比为5%~10%时,抗剪强度提高最快,且在10%时达到极大值;垃圾飞灰水泥土的应力-应变曲线呈应变软化型,由剪缩向剪胀状态过渡;2)由脆性指标I B可知,飞灰掺量在5%左右时,水泥土整体的稳定性较好;3)内聚力c和内摩擦角φ都随飞灰掺量的增加而增加,其中飞灰掺量10%时,内聚力c达到极大值,飞灰掺量15%时,内摩擦角φ达到极大值;4)采用非线性回归方程(φ=ax ^3+bx ^2+cx+d)拟合内摩擦角与飞灰掺量的关系,从结果上看,采用此回归方程的相关系数高。本研究成果可供路基路面及软基处理参考。     

水泥砂浆固化土的工程特性研究

通过室内试验系统地对水泥砂浆固化土的工程特性进行研究,分析水泥砂浆固化土压缩特性、无侧限抗压强度、剪切强度、屈服应力等力学特性,以及随掺砂量、龄期、水泥掺入比、含水率以及砂料粒径等因素的变化规律。结果表明:掺入砂后可明显改善水泥土的抗压缩性能,水泥砂浆固化土强度比相应的水泥土高约20%,无侧限抗压强度与相应的屈服应力呈线性增长关系。     

低掺量水泥土强度特性试验研究

模拟低掺量水泥土在工程中的应力状态,利用静三轴CU试验研究了水泥掺入比小于5 %的低掺量水泥土的应力-应变关系及强度特性,探讨了在不同水泥掺量情况下水泥土抗剪强度指标的变化规律,分析了素土和水泥土的变形破坏模式。结果表明:水泥土强度随水泥掺量增加而提高,当水泥掺入比大于15 %时,水泥土的强度和抵抗变形的能力较素土有显著的增强。     

废旧橡胶轮胎颗粒-水泥改性强膨胀土的长期路用性能研究

为研究废旧橡胶轮胎(WRT)颗粒联合水泥改性强膨胀土作为路基填料的长期力学性能，采用不同掺量(3%、6%)的WRT颗粒联合水泥(3%),对广西宁明强膨胀土进行改性处理。对改性前后的试样开展扫描电镜(SEM)、核磁共振(NMR)等微观试验，对经历干湿循环作用后的改性膨胀土试样开展动、静三轴等宏观试验，测定其动回弹模量M_R及固结不排水抗剪强度，着重研究了干湿循环次数和WRT颗粒掺量对改性后强膨胀土路用力学特性的影响。结果表明：(1)改性膨胀土由于水泥的水化反应产生颗粒团聚作用，加之WRT颗粒的掺入，使其大孔隙增加，结构密实度降低；(2)WRT颗粒掺量一定时，随着干湿循环次数的增加，改性膨胀土的动回弹模量M_R表现出先增大后大幅减小的特点，其剪切破坏形态由塑性破坏向脆性破坏转变，应力～应变曲线由应变硬化型逐渐转化为应变软化型，抗剪强度有所增大；(3)M_R随着WRT颗粒掺量的增加而降低，但随围压σ_c的增加而增大，抗剪强度随WRT颗粒掺量的增加而下降。     

水泥土搅拌法加固淤泥质黏土的试验研究

针对多因素下水泥土搅拌法加固淤泥质黏土的强度规律及变形差异问题,对水泥土进行一系列的无侧限抗压强度试验,对比分析了水泥掺入量与养护条件对水泥土搅拌法改善淤泥质黏土强度、变形特性的影响规律。试验结果表明:随着水泥掺入量的增加,水泥土无侧限抗压强度增大,但水泥土破坏时的应变变形变小,脆性增大;在不同养护条件下,同一水泥掺入量下水中养护的水泥土强度值是软土养护试块强度的2倍,并且水中养护试件的变形能力、破坏时的应变以及残余强度等皆强于其余二者。对于软土养护水泥土试件,同一水泥掺入量下水泥土强度最小,但破坏时的强度值近似,并且其塑性变形大,脆性低。因此,可采用改变水泥掺入量或掺入外加剂改善水泥土养护环境,满足水泥土搅拌法加固淤泥质黏土的设计要求。     

水泥土半刚性板层加固软土路基试验

针对新疆广泛存在的盐渍化软弱土,采用水泥土形成一定厚度的半刚性板体结构加固软土路基,从而降低路堤高度,减少建设成本.借助室内试验和现场试验路段试验,测试了水泥土半刚性板的沉降、变形等室内外工程特性.结果表明:掺入水泥能明显提高低液限粉土的强度及回弹模量;半刚性板层增强了软土路基的整体刚度,减小了浅层软土路基的整体沉降及不均匀沉降;水泥土半刚性板充分调动了下卧软土层的承载力,能够满足公路荷载使用要求,较好地解决了软土地区的路基加固问题.     

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。     

掺废弃钢渣的水泥土强度特性试验研究

为了充分利用废弃钢渣二次资源,解决环境污染问题,节约水泥用量,提高地区经济效益,开展了关于水泥土掺废弃钢渣加固软土的强度直剪试验,研究了掺入钢渣的水泥土抗剪强度与正应力-应变曲线关系,得出了符合掺入钢渣的水泥土抗剪强度特性的库仑预测公式,提出了掺入钢渣的水泥土强度特性的衡量指标,分析了水泥、钢渣含量及龄期对抗剪强度的影响,为掺入钢渣的水泥土应用计算提供强度参数。通过比较得出:掺入废弃钢渣的水泥土抗剪强度随垂直压力的增加而提高,破坏的脆性程度随龄期的增长而增加;掺钢渣水泥土加固软土地基的最优配比为"100%土∶20%水泥∶10%钢渣∶30%水"。     

MgO对纤维水泥土强度及渗透性影响的试验研究

水泥土是软基处理及路基工程中的常用材料,在水泥土中加入纤维和MgO可有效改善水泥土的工程性能。通过对掺加玄武岩纤维的水泥土中掺入不同量的MgO并进行渗透试验、无侧限抗压强度试验、三轴压缩试验和电镜扫描试验,研究不同MgO掺量对纤维水泥土的强度及渗透性的影响和微观结构变化。试验结果表明:纤维水泥土中MgO的掺量过高或者过低均存在一定缺陷,既有较低的渗透性且强度符合要求时,MgO的最佳掺量为1%,该配比下的纤维水泥土可以作为高速公路填方工程的理想材料。     

冻融条件下水泥土及掺粉煤灰水泥土的强度特性

季节性冻土在中国分布广泛,在强烈的冻融循环作用下,路基易出现翻浆冒泥、沉陷和强度弱化等现象。在路基土中掺入粉煤灰和水泥是一种有效的改良措施,为探讨冻融循环条件下水泥土和掺粉煤灰水泥土的强度特性,对水泥土进行冻融循环和无侧限抗压强度试验,研究了水泥掺量、粉煤灰掺量、龄期和冻融循环次数对水泥土无侧限抗压强度的影响。     

短龄期玻璃纤维水泥土的三轴力学特性研究

为了评价纤维对水泥土脆性破坏的改善作用,对养护龄期为7 d、玻璃纤维(GF)质量分数分别为0、2‰、4‰、6‰和8‰的玻璃纤维水泥土(GCS)进行三轴不固结不排水(UU)试验。结果表明:(1) GCS保留了水泥土原有的应变软化特性;(2)对于相同质量分数的GF,GCS试样的峰值应力、峰值应变和残余强度随着围压的增加而逐渐增加,但脆性指数IB逐渐减小;(3)当围压一定时,GCS试样的峰值应力、峰值应变、残余强度以及脆性指数在GF质量分数为4‰时达到最佳;(4)最佳纤维掺量的改性水泥土较素水泥土的内摩擦角和黏聚力分别提高了8%和50%,说明玻璃纤维对水泥土的改性主要通过提高黏聚力来实现。研究结果表明:采用适量的玻璃纤维改性滨海水泥土以改善其脆性破坏是可行的。     

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。     

水泥搅拌土物理力学性质的试验研究

通过两种不同土样的水泥搅拌土室内试验，给出了不同龄期的水泥搅拌土的抗压强度与水泥掺入比的关系曲线和方程表达式，并通过对比，进一步分析和研究了水泥搅拌土的强度随时间及水泥掺入比αw的变化规律。同时，通过水泥土的应力一应变关系曲线，得到了两种土样的弹性模量值。     

多尺度纤维加筋水泥土抗压性能试验研究

为研究玄武岩纤维和粗、细聚丙烯纤维加筋水泥土抗压性能,本研究通过无侧限抗压强度试验,对浸水条件下不同土质、水泥掺量、纤维种类、纤维掺量、纤维长度以及纤维组合方式试件抗压性能进行了研究。结果表明:水泥能够一定程度提高土体无侧限抗压强度,但水泥土试样应力应变曲线峰后下降较快,呈脆性破坏特征;掺入纤维能继续提高水泥土无侧限抗压强度,有效改善水泥土脆性破坏模式并提高水泥土抗开裂性能;玄武岩纤维分散性不良,而粗、细聚丙烯纤维分散性较好,适用于纤维加筋水泥土;纤维掺量和纤维长度对纤维加筋水泥土抗压性能有较大影响,随着纤维掺量的增加,无侧限抗压强度总体呈现先增大后减小规律;对于不同土质和不同纤维种类,纤维长度对纤维加筋水泥土无侧限抗压强度的影响不一。细聚丙烯纤维理想长度和掺量为12 mm和0.8%,粗聚丙烯纤维理想长度和掺量为38 mm和0.8%。相较于单种纤维加筋,粗细聚丙烯纤维混掺加筋对水泥土抗压强度的增强与脆性破坏模式的改善效果更好,粗细混掺聚丙烯纤维加筋水泥土理想组合为38 mm长粗聚丙烯纤维(掺量为0.3%)+12 mm长细聚丙烯纤维(掺量为0.3%)。     

废弃硅粉提升水泥土强度与抗硫酸盐侵蚀试验研究

基于水泥土搅拌桩存在的问题,同时以废物再生利用及降低废物引起的环境污染为出发点,将废弃硅粉拓展应用到水泥土中,在室内开展一系列试验,评价掺入硅粉后水泥土的力学强度和抗硫酸盐侵蚀能力。结果表明,废弃硅粉是一种良好的水泥土添加材料,能显著提高水泥土的无侧限抗压强度,在其最佳掺量4%时,无侧限抗压强度增加60%;硅粉能显著提高水泥土的抗侵蚀能力;浸泡时间为28 d时,随着硅粉掺量从0增加至4%,强度损失率从42%减小至10%;硅粉的掺入能促进水泥的火山灰反应,形成更多的胶凝性水化产物填充试样的孔隙,使试样的微观结构更密实,这是其提升试样宏观力学强度的本质原因。     

郑西客运专线水泥土特性与挤密桩承载力试验研究

基于高速铁路客运专线对路基变形的严格要求,路基的长期变形稳定性主要取决于能否很好地解决地基问题和路基填料问题,包括处理措施选择及工程施工质量。通过室内土工试验和理论分析,研究了水泥改良黄土的压缩特性、强度特性、水稳定性;同时进行了现场水泥土挤密桩单桩复合地基静载荷试验。试验结果表明,水泥土挤密桩在处理湿陷性黄土地基方面有很好的加固效果。     

粉喷法加固高含水量软土的水泥土强度研究

根据实验室水泥土试验,对粉喷法加固高含水量软土的水泥土抗压强度作了研究.试验结果表明:土的含水量越高,抗压强度越低;水泥掺入比增大,水泥土强度增加;水泥标号低,抗压强度低;90天龄期的水泥土强度比28天龄期的有较大增长;水泥土试件养护条件不同,对抗压强度影响较大.提出粉喷法加固高含水量软土时,宜用较高标号水泥,水泥掺入比不小于15%的建议.