淤泥水泥土室内配合比试验及成桩效果分析

室内配合比试验是验证水泥固化软土效果的有效手段之一,现场试桩可以验证水泥搅拌桩施工工艺参数的合理性。以珠海市洪湾片区市政基础设施项目为依托,针对海相淤泥的性质,开展了不同水泥掺量的淤泥水泥土室内配合比试验、现场试桩及钻芯抗压强度检测工作。室内试验结果表明:淤泥水泥土无侧限抗压强度随着龄期增长而增长,0～7d强度增长速率较快,7d以后增长速率变缓,28d后仍继续增长;无侧限抗压强度随水泥掺量增加呈线性增长趋势,水泥固化淤泥效果较好。现场钻芯检测结果表明:RQD值均大于75%,成桩完整性较好;20%水泥掺入量的水泥搅拌桩90d龄期芯样无侧限抗压强度满足设计要求。现场钻芯检测无侧限抗压强度可取室内同龄期试验值的60%,研究成果可为类似工程提供参考。     

粉喷桩和浆喷桩加固软土试验研究

通过试验,比较粉喷法和浆喷法两种施工工艺加固软土地基的效果,研究两种施工工艺下水泥对淤泥土加固的性质,比较水泥掺入量、龄期及软土含水量对水泥土无侧限抗压强度的影响及增长规律,以确定较好的施工工艺。     

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.     

含赤泥土壤固化剂改良粉质黏土的路用性能研究

对含赤泥土壤固化剂(土凝岩)改良粉质黏土与水泥改良土进行对比,开展击实、标养与浸水养生后无侧限抗压强度试验,并对土凝岩改良土的水稳定性进行分析。结果表明:标准养生后,土凝岩改良土强度较水泥改良大幅度提升,28d时较水泥改良土提高了100%~150%。且随着土凝岩掺量、养生龄期的增加,抗压强度呈上升趋势。浸水养生后,水泥改良土强度较标准养生提高了10%~40%,而土凝岩改良土则下降10%~24%。但同种掺量、养生龄期情况下,土凝岩改良土还是较水泥改良土提高了0.3~1.7 MPa。土凝岩改良土强度水稳定系数随养生龄期的增加先降低后趋于稳定,且掺量越大,稳定值越大。试件吸水量随养生龄期的增长而增加,随土凝岩掺量增大而减少。     

水泥土无侧限抗压强度试验分析

通过室内重塑土试样无侧限抗压强度试验,探讨在不同水泥标号、不同水泥掺量、不同龄期、不同软土条件下水泥土无侧限抗压强度发展规律。试验结果表明:龄期对水泥土无侧限抗压强度的提高比水泥掺量的影响更明显;425普通硅酸盐水泥对软土无侧限抗压强度的改善效果由好到差依次为粘土、淤泥质粘土、淤泥。325矿渣硅酸盐水泥对于淤泥土地基处理效果明显好于425普通硅酸盐水泥。以武汉某道路工程为依托,通过室内正交试验,考虑水泥土无侧限抗压强度的相关因素,找出影响粘土、淤泥质粘土、淤泥强度的主要影响因素,以便在工程中尽可能获得最好的软土加固效果。     

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"。     

海相淤泥水泥土搅拌桩固化剂室内测试研究

针对普通硅酸盐水泥在海相淤泥质软土中很难形成完整的搅拌桩的工程问题，基于水泥基材料，研制适用于海相淤泥质软土水泥土搅拌桩的混合固化剂。混合固化剂是一种由水泥、专用固化料、生石膏及其他外加剂组成的固化材料。取A、B两个工点的海相淤泥质软土样，选取A、B两组软土试样进行室内固化软土试块测试试验。结果表明：相同掺灰比条件下，混合固化剂固化软土试块的无侧限抗压强度要明显优于纯水泥固化剂。生石膏掺量对于提高软土固化试块无侧限抗压强度有重要的影响。对于A组软土样，生石膏掺量在改善固化土试块强度性质方面存在一个最优掺量，建议为混合固化料的4%。对于B组土样，固化土试块无侧限抗压强度随着生石膏掺量呈增加的趋势。电镜扫描显示：相同龄期的混合固化剂软土试块比纯水泥固化剂试块能够形成更多的C-A-S-H和AFt水化产物，能够形成更致密的空间网状骨架结构，形成强度更高的固化土。     

明挖隧道固化土的重塑及重金属浸出特性研究

苏锡常南部高速公路常州至无锡段太湖隧道(以下简称太湖隧道)工程采用明挖法施工，存在先固化湖底淤泥开挖，后在隧道顶回填的过程。通过室内试验，研究了不同水泥掺量情况下，破碎过程对于土体强度损失规律的影响、重金属浸出规律及水稳定性。研究发现，破碎过程使得土体的强度损失较大，不同重塑固化土的强度在20～70 kPa之间，相较于破碎前的强度降低量为67%～87%。重塑固化土的强度随二次养护龄期的增加而增加，破碎的时间越早后期增长强度越高，养护总龄期为60 d时，重塑固化土的强度在123～155 kPa。Hg、Pb、As、Cr、Cu等元素的最大浸出浓度随着养护时间的增加逐渐减少，当养护龄期超过28 d后趋于稳定。无论是固化土还是重塑固化土，Cu和Hg的最大浸出浓度均保持较低值，破碎重塑没有显著增大其浸出量。破碎过程会使得其他金属元素的浸出量增加，但是总体均能够满足Ⅳ类水限值的要求。一次掺灰的重塑固化土浸水后均出现崩解情况，需要进行二次掺灰。重塑固化土的二次养护龄期超过7 d,即可获得相对较高的水稳定性。一次养护28 d后破碎的重塑固化土的强度为51.3 kPa,浸水7 d后其强度提高到83.9 k...     

水泥改良海相沉积淤泥质软黏土无侧限抗压强度试验研究

结合渤海近海口软基处理工程,对水泥改良海相淤泥质软黏土（即水泥土）分别在不同水泥掺量、不同龄期和不同养护条件下进行室内无侧限抗压强度试验。研究结果表明:水泥土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;无侧限抗压强度增长速率随着养护龄期的增大而减小;标准养护条件下的水泥土无侧限抗压强度略低于自然养护条件的强度。     

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。     

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...     

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。     

水泥土搅拌桩力学特性室内试验研究

以福州江阴港铁路支线软土地基处理工程为依托,通过正交设计方法系统地进行室内试验研究,得到了水泥掺量、水泥土养护龄期和水泥土养护围压这三个因素与水泥土单轴抗压强度和弹性模量的关系。将各因素显著性指标与显著性临界值F0.01、F0.05和F0.1进行比较可知,水泥掺量和水泥土养护龄期对水泥土的抗压强度和弹性模量均有显著的影响,而水泥土养护围压的影响则不显著。     

碱渣土无侧限抗压强度和水稳定性试验研究

将碱渣按一定比例与滨海软土拌和,用以稳定软土。通过击实试验制备碱渣土,对不同配比碱渣土进行无侧限抗压强度和水稳定性试验,研究组分掺量、龄期对碱渣土强度和水稳定性的影响,分析碱渣土的无侧限抗压强度特性和机理。研究结果表明:碱渣土的无侧限抗压强度随着水泥掺量的增加而提高,随着碱渣掺量的提高先增加后降低,存在一个峰值;龄期对碱渣土无侧限抗压强度有一定影响,在7～14d龄期时影响较为明显,在14～28d龄期发展平缓;碱渣土的水稳定性发展规律与无侧限抗压强度基本一致。结合试验分析得出,利用碱渣稳定滨海软土时,碱渣掺量为30%左右较为理想。     

玻璃纤维水泥土劈裂抗拉强度影响因素试验研究

通过开展玻璃纤维水泥土劈裂抗拉强度试验，研究分析纤维掺量、水泥掺量、土样含水率以及养护龄期等因素对其劈裂抗拉强度的影响，并基于灰色关联理论，探究各因素对玻璃纤维水泥土劈裂抗拉强度的影响程度。研究结果表明:玻璃纤维水泥土劈裂抗拉强度与纤维掺量、水泥掺量和养护龄期呈正相关，与土样含水率呈负相关；劈裂抗拉强度增长速率随纤维掺量、水泥掺量和养护龄期的增加而减小；水泥掺量、土样含水率、养护龄期是影响玻璃纤维水泥土劈裂抗拉强度增长的主要控制因素，纤维掺量对其劈裂抗拉强度的影响最小。     

铁尾矿砂水泥复合土的力学性能研究

为了研究铁尾矿砂水泥复合土的力学性能,通过室内无侧限抗压试验、抗折试验,研究铁尾矿砂水泥复合土的抗压强度、抗折强度随水泥掺量、龄期及铁尾矿砂掺量的变化规律。试验研究表明:铁尾矿砂水泥复合土的抗压强度和抗折强度都随水泥掺量增加而逐渐增加;当水泥掺量超过某一界限值时,增长较缓慢;其抗压强度和抗折强度随龄期的增长而逐渐增加,但后期增长较缓慢;在铁尾矿砂掺量小于25%的条件下,与纯水泥土相比,铁尾矿砂水泥复合土的抗压、抗折强度略有增加。应用Matlab软件拟合出抗压、抗折强度与铁尾矿砂掺量的函数关系。     

基于PFC2D的水泥土单轴压缩试验及细观数值模拟

对不同水泥掺量下的软土稳定土试样分别开展单轴压缩试验,基于测试结果对土样的变形过程进行PFC^2D离散元颗粒流细观数值模拟,分析破坏后水泥土的力学行为和位移场分布。结果发现：随着水泥掺量增加,固化软土试样的单轴抗剪强度与弹性模量表现出指数函数上升的规律,破坏应变随水泥掺量增加呈二次函数的变化特征;由PFC^2D离散元颗粒流模拟得到的水泥土试样的力学参数及应力-应变关系曲线与试验实测结果较为接近,离散元模拟结果也显示水泥掺量对土体力学性能有明显影响;随着水泥掺量的增加,固化软土的破坏形式逐渐由压碎破坏向剪切破坏模式过渡;由离散元模拟得到的位移矢量场准确地反映了水泥固化软土在单轴压缩荷载作用下的破坏模式特点。     

粉煤灰掺量对水泥砾质土力学效应影响

为研究粉煤灰掺量对水泥土力学效应的影响,在水泥砾质土中分别掺入质量分数为0%、4%、8%、12%、16%和20%的粉煤灰,在7、28、90 d养护龄期下分别进行无侧限抗压强度试验、渗透试验和冻融循环试验。试验结果表明,7 d龄期时,随粉煤灰掺量增大,试样无侧限抗压强度和渗透系数基本保持不变。而冻融循环后,粉煤灰掺量增大,试样无侧限抗压强度降低,渗透系数增大。28 d和90 d龄期时,随粉煤灰掺量增多,试样无侧限抗压强度值先增大而后逐渐趋于平缓,而渗透系数先减小而后逐渐趋于平缓且有增大趋势。冻融后,试样无侧限抗压强度随粉煤灰掺量增大先增大后减少。而试样渗透系数和强度损失率随粉煤灰掺量增大先减小后增大,转折点粉煤灰掺量为12%。     

土壤固化剂改良铁尾矿路用性能研究

以河北张家口地区铁尾矿为研究对象,通过击实试验、无侧限抗压强度试验、水稳定性试验,研究水泥和土凝岩两种土壤固化剂对该类铁尾矿性能的影响。结果表明:水泥改良铁尾矿和土凝岩改良铁尾矿满足二级及二级以下公路路基强度要求的经济掺量为8%,其7d无侧限抗压强度分别为2.48 MPa和2.08 MPa;土壤固化剂改良铁尾矿前期和中期强度增长迅速,后期强度增长缓慢,10%水泥改良铁尾矿7d龄期和35d龄期强度可达到97d龄期强度的49.23%和81.13%;土壤固化剂改良铁尾矿水稳定性较好,10%土凝岩改良铁尾矿7d~97d龄期水稳系数在93.72%~99.20%之间,水稳系数随龄期先减小再增大,土凝岩改良铁尾矿水稳定性要优于水泥改良铁尾矿。     

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。