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...     

冻融循环作用对纤维水泥改良风积沙劈裂抗拉强度的影响

为了研究冻融循环次数、纤维掺量和冻结温度对水泥改良风积沙劈裂抗拉强度的影响,开展玄武岩纤维水泥改良风积沙试样的冻融循环试验和劈裂抗拉强度试验。试样的纤维掺量分别为0,0.5%,0.8%和1.1%。冻结试验的冻结温度分别为-10℃,-20℃和-30℃,融化温度为20℃。试验结果表明,纤维水泥改良风积沙的劈裂抗拉强度随着冻融循环次数的增加而减少,与未经冻融循环的试样比较,第1次、第1～2次、第2～4次、第4～7次和第7～10次冻融循环后,每次冻融循环的强度损失速率分别为18.7%～36.8%,16.8%～21.0%,2.9%～6.5%,4.0%～5.8%和1.5%～2.7%,10次冻融循环后强度损失速率趋近于0。经历冻融循环后,纤维水泥改良风积沙试样的劈裂抗拉强度随着纤维掺量的增大而增大,达到0.8%的最优纤维掺量后则相反。纤维水泥改良风积沙试样劈裂抗拉强度随着冻结温度的降低而减小,但减小的幅度不明显。劈裂抗拉强度与冻融循环次数呈指数函数关系,与纤维掺量呈抛物线关系。劈裂抗拉强度影响因素相关性分析结果表明,劈裂抗拉强度与冻融循环次数呈负相关,而与纤维掺量、冻结温度呈正相关,冻融循环次数对劈...     

聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土拉压性能试验研究

为研究纤维掺量、水泥掺量及养护龄期对聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土无侧限抗压强度及劈裂抗拉强度影响,进行纤维掺量为0~5%,增量0.5%,水泥掺量为10%,15%,20%和25%,养护龄期为7,14,28,60和90 d的抗压性能试验。研究结果表明:聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度及拉压比随着纤维掺量的增大而增大,延性随之增强。与未掺纤维的水泥搅拌土相比,纤维掺量5%,水泥掺量15%和养护龄期28 d的纤维水泥搅拌土的无侧限抗压强度提高了0.29倍,对应的峰值应变增大0.71倍;劈裂抗拉强度提高1.58倍,对应的峰值应变增大1.7倍,拉压比提高1.1倍。聚丙烯纤维对水泥搅拌土劈裂抗拉强度影响更显著。聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土的无侧限抗压强度与劈裂抗拉强度随着水泥掺量和养护龄期的增大而增大,而峰值应变及延性则随之降低。研究结果对基坑工程纤维水泥搅拌桩设计、施工具有参考价值。     

玄武岩纤维水泥改良风积沙强度及孔隙结构研究

为了研究纤维掺量对玄武岩纤维水泥改良风积沙的孔隙结构和无侧限抗压强度的影响,开展核磁共振试验和无侧限抗压强度试验。试验选用玄武岩纤维,纤维掺量分别为0%,0.2%,0.5%,0.8%,1.1%,1.4%,1.7%,水泥掺量为5%,风积沙来自新疆和若铁路工地现场。核磁共振试验结果表明,水泥改良风积沙的T2弛豫时间为0.37μs～1.98 s,对应的孔隙半径为0.74 nm～0.39 mm;而玄武岩纤维水泥改良风积沙的T2弛豫时间为0.31μs～1.07 s,对应的孔隙半径为0.61 nm～0.21 mm。与未掺纤维的水泥改良风积沙试样相比,纤维掺量为0.8%的玄武岩纤维水泥改良风积沙试样中的大孔占比减少了25.7%,中孔占比增加了12.7%,而微孔和小孔占比变化较小。无侧限抗压强度试验研究结果表明,水泥改良风积沙试样的无侧限抗压强度和峰值应变分别为0.80 MPa,1.29%,与水泥改良风积沙相比,玄武岩纤维水泥改良风积沙试样无侧限抗压强度的强度增强比为1.14～1.54,最优纤维掺量为0.8%;而玄武岩纤维水泥改良风积沙的峰值应变与纤维掺量正相关,延性增强比为1.43～2.67。掺入纤...     

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...     

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。     

聚丙烯纤维加筋水泥砂浆土三轴压缩试验研究

为了研究纤维对水泥砂浆土的加筋效果,开展了聚丙烯纤维水泥砂浆土三轴压缩试验,研究纤维掺量、水泥掺量、掺砂量、养护龄期等因素对纤维水泥砂浆土的应力应变曲线、破坏偏应力、抗剪强度参数的影响.研究结果表明:纤维水泥砂浆土的应力应变曲线为应变硬化型,聚丙烯纤维能有效提升水泥砂浆土的韧性.纤维水泥砂浆土的破坏偏应力随纤维掺量的增...     

冻融循环下纤维水泥改良风积沙NMR试验研究

新疆和若铁路沿线属于季冻区,路基基床表层采用玄武岩纤维加筋水泥改良风积沙填筑时,运营期间会长期受冻融循环的影响.为了研究冻融循环作用对玄武岩纤维加筋水泥改良风积沙微观结构的影响,对其进行0,4,7,10,14和18次冻融循环条件下的核磁共振试验,单次冻融循环的冻结和融化时间均为12 h,冻结温度和融化温度分别为?20℃和20℃.研究结果表明:T2时间分布于0.1～10000 ms之间,随着冻融循环次数增加,纤维水泥改良风积沙的T2谱向右移动,达到14次冻融循环后,T2谱的变化不明显;纤维水泥改良风积沙的小孔和中孔的比例随冻融循环次数的增加而降低,而大孔的比例逐渐提高,14次冻融循环后,孔径分布趋于稳定;纤维水泥改良风积沙的孔隙率和最可几孔径随冻融循环次数呈双曲线增长.本文成果解释了冻融循环作用对纤维水泥改良风积沙力学性能影响的微观机理,对沙漠季冻区铁路路基基床的设计与施工具有参考价值.     

聚丙烯纤维增强泡沫轻质混凝土力学性能试验研究

针对浇筑密度700 kg/m3的泡沫轻质混凝土掺加6种长度(3,6,9,12,15,19 mm)、不同掺量的聚丙烯纤维,开展抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验和抗折强度试验,研究聚丙烯纤维对泡沫轻质混凝土力学性能的影响。结果表明:当纤维长度为3,6,9,12 mm时,泡沫轻质混凝土的抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度、抗折强度均随着纤维掺量的增加先增大后减小;当纤维长度为15,19 mm,掺量≤0.2%时,其抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度、抗折强度与基准值相比稍微增加,掺量0.2%时,各参数随着纤维掺量的增加而减小;纤维长度6 mm、掺量为0.6%时泡沫轻质混凝土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度与抗折强度达到最大值。     

玻璃纤维水泥土劈裂抗拉强度试验研究

通过劈裂抗拉试验,研究纤维掺量、水泥掺量、土样含水率和养护龄期等4个主要因素对纤维水泥土劈裂抗拉强度的影响。研究结果表明:纤维水泥土劈裂抗拉强度与纤维掺量、水泥掺量及养护龄期呈正相关关系,与土样含水率呈负相关关系;水泥土破坏模式为脆性破坏,纤维水泥土破坏模式为塑性破坏。     

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。     

玄武岩纤维提升水泥土抗压性能试验研究

水泥土搅拌桩常用于处治山区软弱土路基,但其抗压强度和变形性能较弱,易发生脆性破坏。为此,提出采用玄武岩纤维提升水泥土搅拌桩抗压性能的方法,并通过单轴抗压试验分析纤维掺量和长度对玄武岩纤维水泥土抗压性能的影响规律,最后通过电镜扫描试验（SEM）揭示玄武岩纤维对水泥土的抗压性能提升机理。结果表明：玄武岩纤维水泥土的应力-应变曲线先后经历孔隙压密、弹性变形、弹塑性变形及破坏4个典型阶段;玄武岩纤维的掺入有效提高了水泥土的抗压性能,抗压强度、峰值应变随着纤维掺量的增加先增大后减小,弹性模量随之先减小后小幅上下波动;抗压强度随着纤维长度的增加而减小,峰值应变随之先增大后减小,而弹性模量则先减小后增大,在纤维掺量为0.6%、长度为6 mm时抗压强度最大;玄武岩纤维通过与水泥土颗粒之间的摩擦力和机械锚固力对土体进行摩擦加筋,锚固水泥土内部的裂纹增强颗粒之间的连接作用力,但当纤维过多或者较长时,会出现“堆聚”和“交叉搭接”现象,减少有效加筋纤维数量,从而降低试样的抗压性能,因此在水泥土中掺入玄武岩纤维时,纤维掺量和长度要适宜。     

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。     

玄武岩纤维改性透水水泥稳定碎石试验研究

研究目的:透水水泥稳定碎石为透水路面的良好基层材料,在海绵城市透水路面应用前景广泛,但其强度和抗裂性能仍有待提高。本文通过室内材料试验,研究玄武岩纤维对透水水泥稳定碎石力学、透水性能影响规律,为透水水泥稳定碎石基层的改性提供参考依据。研究结论:(1)玄武岩纤维可有效提高透水水泥稳定碎石的后期抗压强度、劈裂强度;(2)不同纤维长度和纤维掺量改善效果不同,试验中12 mm玄武岩纤维掺量为0.7‰时改善效果最显著;(3)玄武岩纤维对透水水泥稳定碎石的空隙率影响不大,掺加纤维后,试件空隙率略有减小,但降低幅度不大;(4)本研究成果主要应用在道路工程领域,具体是海绵城市建设透水路基领域,可为今后的透水水泥稳定碎石基层的设计和施工提供参考。     

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...     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石干缩性能试验研究

聚丙烯纤维的掺入可显著地减小水泥稳定碎石的平均干缩系数;随着水泥掺量的增加,聚丙烯纤 维水泥稳定碎石干缩系数逐渐增加;高龄期的平均干缩系数比低龄期的小;在纤维体积掺量<1‰的范围内,随着纤维体积掺量的增加,水泥稳定碎石平均干缩系数均逐渐减小.     

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。     

不同养护温度下水泥改良风积沙核磁共振试验研究

和若铁路经过新疆塔克拉玛干沙漠南缘,夏季大气温度最高为46℃,地表温度最高可达70℃。为了研究养护温度对水泥改良风积沙微观孔隙结构的影响,开展不同养护温度下水泥改良风积沙核磁共振试验。试样养护温度分别为30℃,40℃,50℃,60℃,70℃和80℃,水泥掺量分别为4%和5%。研究结果表明：T2弛豫时间分布范围为0.1～10 000 ms。随着养护温度的升高,水泥改良风积沙的T2谱分布曲线向右偏移即向孔径增大的方向移动,孔隙率和最可几孔径增大,水泥改良风积沙内部小孔和大孔占比增大,中孔占比减少。当水泥掺量从4%增大到5%后,水泥改良风积沙T2谱分布曲线向孔径减小的方向移动,孔隙率和最可几孔径减小,水泥改良风积沙内部中孔和大孔占比减小,小孔占比增多。水泥改良风积沙的无侧限抗压强度随孔隙率增大而呈幂函数降低。研究成果可为水泥改良风积沙铁路路基基床的设计和施工提供参考。     

纤维水泥粉砂土受力性能试验研究

以宁夏银川市某道路路基填筑的粉砂性土为试验对象,分别对粉砂土、水泥粉砂土、纤维掺量分别为0.1%,0.2%,0.3%的粉砂土和水泥粉砂土进行了三轴试验研究,分析了纤维对粉砂性土力学参数的影响规律。结果表明,掺加聚丙烯纤维能够显著提高粉砂性土的抗剪强度,为解决粉砂土路基路面开裂治理提供了理论参考。     

玄武岩纤维加筋粉质黏土的静动力学特性试验研究

玄武岩纤维作为一种新型环保高性能土体加筋材料,在土体中所表现出的静、动力学特性不同于一般的土工合成材料。为深入研究玄武岩纤维加筋粉质黏土的静、动力学特性,进行三轴压缩试验和动三轴试验,分析玄武岩纤维掺入量以及土体含水率等因素对粉质黏土抗剪强度、剪切模量以及阻尼比的影响。研究结果表明:纤维的加入能显著提高土体的抗剪强度,而纤维对粉质黏土抗剪强度参数的影响主要体现在黏聚力的提高上,对内摩擦角的影响比较小;含水率在最优含水率18.5%时,土体的抗剪切强度达到最大值。在应变一定时,土体的动剪切模量随着纤维掺入量以及含水率的增大先增大后减小;阻尼比随着纤维掺入量的增大先减小后增大,而含水率对阻尼比的影响较小。总体而言,在最优含水率18.5%,最佳纤维掺入量0.2%情况下能显著改善粉质黏土的静、动力特性。本文的研究成果将为玄武岩纤维加筋土路基的设计提供依据。