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。     

冻融循环对水泥土力学性能与声学特性影响试验研究

为研究冻融循环对水泥土力学性能与声学特性的影响,对水泥土进行0、10、30、60、90、120次冻融循环,并在每次冻融循环后按照规范要求进行无侧限抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验以及超声波检测试验,建立冻融循环与劈裂抗拉强度、强度与纵波波速关系式.试验研究结果表明:冻融循环周期在0～120次时,水泥粉质黏土的无侧限抗压强...     

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。     

碳化过程对水泥土力学特性影响的研究与评价

为了探究水泥掺量和碳化时间对水泥土(简称CS)的改性效果,对水泥质量分数为10%,15%,20%和25%,碳化时间为0 h和6 h,1,2和4 d的CS进行无侧限抗压强度测试。研究水泥掺量和碳化时间对CS的抗压强度、峰值应变和能量耗散的影响。研究发现：1) 不同碳化时间下,掺入20%水泥的CS抗压强度提高最显著;不同水泥掺量下,分别碳化2,2,1 d和6 h的CS抗压强度最大,较未碳化CS的提高幅度在51.5%～171.1%之间。2) 不同水泥掺量下,碳化2 d的CS峰值应变增加最显著,与未碳化CS的差值在3.1%～4.6%之间,能够较好提高CS的延性。3) 不同水泥掺量下,分别碳化2,1,1和1 d的CS的能量耗散率最大,与未碳化的CS的差值在0.08～0.13之间,抵抗外部破坏的能力最强。     

水泥土力学性能试验研究

试验研究了不同水泥的掺量对水泥土抗压强度的影响。试验结果表明：随着水泥掺量的增加，水泥土的抗压强度呈增长趋势；随着龄期的增长，水泥土的抗压强度也增大。     

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。     

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。     

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。     

养护条件对纤维水泥改良风积沙强度及微观结构影响

为了研究高温养护条件和养护龄期对聚丙烯纤维水泥改良风积沙强度和孔径分布的影响,进行低场核磁共振试验和无侧限抗压强度试验。试验采用的高温养护温度分别为40 ℃,60 ℃和70 ℃,相对湿度为35%,养护龄期分别为1,3,7,14,28,56和90 d,水泥掺量5%,纤维掺量8‰,压实系数为0.95,采用标准养护条件作为对照组。试验结果表明,随着高温养护温度持续升高,聚丙烯纤维水泥改良风积沙的小孔和大孔体积占比增大,而中孔体积占比减小,孔隙比增大,无侧限抗压强度逐渐减小。养护温度从40 ℃升至70 ℃,7 d龄期下聚丙烯纤维水泥改良风积沙的中孔体积占比减少了8.2%,小孔和大孔体积占比分别增大了3.9%和4.9%,无侧限抗压强度降低12.5%。随着养护龄期的增长,聚丙烯纤维水泥改良风积沙的大孔和中孔体积占比降低,小孔体积占比增大,孔隙比减小,无侧限抗压强度逐渐增大。养护龄期从1 d增长到90 d,70 ℃高温养护的聚丙烯纤维水泥改良风积沙小孔占比增大了13.0%,中孔和大孔占比分别减少了3.3%和10.3%,无侧限抗压强度增大56.6%。基于试验结果,建立了考虑养护温度和养护龄期的纤维水泥改良风积沙无侧限抗压强度多因素评估模型。试验研究成果可为沙漠地区路基基床表层填料改良提供参考。     

粉喷水泥土长期抗压强度的灰色预测

粉喷水泥土的无侧限抗压强度长期值对于粉喷桩复合地基设计至关重要 ,通过试验测定需要 3个月 ,而实际工程往往不可能在 3个月后再进行设计和施工。文章运用灰色理论 ,提出根据粉喷水泥土一系列早期无侧限抗压强度值预测其长期值。试验表明 ,该方法的预测结果可满足实际工程设计的需要。     

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。     

水泥改良粉细砂在干湿环境下力学性能试验研究

改良土是近年来在缺乏可用性的路基填料地区中广泛采用的一种填料,对于改良后路基填料的基本工程性质,反复干湿循环之后对填料强度的影响及其影响机理关注较多,而对在长期干燥或长期潮湿环境下改良土的工程性质还缺乏探讨.本文对内蒙地区(新建包神铁路)工地现场的粉细砂土样进行水泥改良,将不同龄期的试样分别放在干燥、潮湿、干-湿交替3种不同环境中一段时间后,检测试样的无侧限抗压强度、含水率和质量变化,通过分析试验数据,从而了解改良粉细砂在不同环境下的工程特性.     

高温养护下水泥改良风积沙抗压强度试验研究

研究目的:新疆和田至若羌铁路经过塔克拉玛干沙漠南缘,地表以风积沙为主,水泥改良风积沙是沙漠地区铁路路基基床填筑的关键技术。塔克拉玛干沙漠夏季地表温度最高可达70℃,水泥改良风积沙的力学性能和变形特性易受高温的影响,因此本文结合新疆塔克拉玛干沙漠的气候条件,开展水泥改良风积沙无侧限抗压强度试验,研究70℃高温养护条件下水泥掺量和压实系数对水泥改良风积沙的应力应变特征、无侧限抗压强度、峰值应变和刚度的影响。研究结论:(1)水泥改良风积沙的应力应变曲线近似正态分布,具有右偏态的特性;(2)高温养护条件下,压实系数为0.95时,水泥掺量为4%、5%、6%对应的水泥改良风积沙无侧限抗压强度分别为0.38 MPa、0.52 MPa和0.78 MPa,峰值应变分别为2.2%、2.4%和2.6%,刚度分别为10.4 MPa、16.2 MPa和22.8 MPa;(3)与标准养护条件相比,高温养护条件下水泥掺量为5%、压实系数为0.95的水泥改良风积沙的无侧限抗压强度和峰值应变分别降低了5.5%、22.7%,刚度增大了5.9%;(4)新疆和田至若羌铁路夏季施工时,考虑70℃高温养护条件,掺量5%的水泥改良风积沙能满足基床底层填料设计要求,避开高温施工环境条件,掺量4%的水泥改良风积沙能满足基床底层填料设计要求;(5)本研究成果可为风积沙铁路路基基床的设计、施工提供参考。     

水泥土的强度及影响因素初探

对镇江软粘土进行室内水泥稳定化实验,研究水泥掺量、养护令期、添加改良剂、浸水湿养护及初始条件对强度增长的影响,力求通过强度变化间接了解水泥土的固化程度,为工程施工中掌握合适的条件,充分发挥水泥土的作用提供依据。实验结果表明:掺加5%的水泥土强度明显高于原素土;加入改良剂可提高水泥土的早期强度,水泥土28天强度占标准强度的比例从40%增加到67%;湿养护比标准养护更有利于强度增长,添加7 8%的改良水泥土78天强度可达到8 3MPa。     

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。     

玻璃纤维加筋水泥土耐久性试验研究

水泥土是简易机场建设中道面基层的主要使用材料之一,但在使用中易遭受水的侵蚀,为解决水泥土水稳性和耐久性不良的问题,采用玻璃纤维对水泥土进行加筋,对不同土质、不同纤维掺量和长度的玻璃纤维加筋水泥土开展飞散性和磨耗试验,对其抗飞散性和耐磨耗性进行了研究。研究结果表明:浸水养护后试件的抗飞散性能明显低于常规养护试件,而纤维的加入可以缩小两者差距,有效提高水泥土水稳定性,同时玻璃纤维加筋水泥西安土水稳定性能优于玻璃纤维加筋水泥三亚土;纤维的长度和掺量对水泥土抗飞散性和耐磨耗性有较大影响,在所研究的范围内,当纤维掺量为0.3%,长度为6 mm时纤维对水泥土抗飞散性能增强效果最好,当纤维掺量为0.3%,纤维长度为12 mm时对水泥土耐磨耗性能增强效果最好。综合来看,当玻璃纤维长度为6 mm或12 mm,掺量为0.3%时对水泥土的加筋效果最好。     

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试验,研究掺砂量和养护龄期对水泥砂浆桩无侧限抗压强度和初始切线模量的影响。研究结果表明：掺砂量存在最优值,使得无侧限抗压强度最大,无侧限抗压强度与初始切线模量呈线性关系。水泥砂浆桩破坏模式为脆性破坏,并随着养护龄期增长和掺砂量增加,脆性现象更显著。