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。     

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。     

砂质粉质黏土深基坑渗透的现场监测结果分析

深圳市前海合作区滨海大道基坑底部砂质粉质黏土在雨季遇水浸泡后软化，发生渗漏、流砂险情。为此，对深基坑渗透的现场监测结果进行了分析。结果表明:①对砂质粉质黏土地基，基坑开挖时要避免长时间暴露，做好防排水措施。地下水的大幅度变化能很好地反映基坑渗漏水状况，底板浇筑能有效控制地下水水位以及支护桩位移的变化；②支撑轴力随时间发展普遍呈对数规律增大，并在基坑底板浇筑完成后有所下降。当支撑轴力随时间呈指数规律增大时，应引起重视。③基坑交叉或坑中坑开挖，在基坑阳角处增加背拉梁能有效提高支护结构整体稳定性，使基坑变形更协调，从而更好地保障基坑安全。     

滨海软土水泥土强度特性试验研究

分析了软土的工程特征,并就两种典型软土——淤泥和淤泥质黏土进行了水泥土配方试验,分析了固化龄期、水泥掺量、粉喷与浆喷形式、软土本身性质对水泥土强度的影响。研究发现:①水泥土强度随着固化龄期的增长而逐渐提高,前28 d强度增长较快,约占90 d强度的66%~78%,28 d后增长趋缓;强度与龄期的关系可表示成对数关系。②水泥土强度随水泥掺量的增加而增大,两者近似呈线性关系,斜率在0.07~0.10之间。③粉喷水泥土强度比浆喷的要高12%~36%。最后基于试验结果设计了水泥搅拌桩复合地基。     

既有铁路路基挤密桩加固中水泥改良土特性试验研究

对宁启铁路中某段现场的粉质黏土进行室内试验，采用的水泥掺入比分别为4%，7%，10%，13%。对水泥改良土样进行分组击实、养护及无侧限抗压强度试验，获得了不同水泥掺入比改良土的击实特性及力学特性。试验结果表明:水泥掺入比对改良土的最优含水率及最大干密度影响不大，可依据原路基粉质黏土填料的压实标准作为控制水泥改良粉质黏土的压实标准。水泥改良粉质黏土的最优水泥掺入比是10%，7天的养护期即可满足现场施工挤密桩加固不低于1 MPa的要求。     

固化红黏土的强度特性及邓肯—张参数研究

固化红黏土强度特性和崩解性的改善是其在工程中广泛应用的重大前提，为研究不同F1和水泥掺量对固化红黏土强度特性、崩解性和邓肯-张模型参数的影响，开展不同F1和水泥掺量下固化红黏土的无侧限强度试验、崩解试验以及三轴试验。研究发现：F1可显著改善土体的水敏性和密实度，极大地提高固化土的无侧限抗压强度，加入水泥的固化土冻融5 d后强度显著增大，随着冻融循环次数的增加，固化土的强度均表现出衰减的趋势，F1掺量越高，衰减趋势越低；F1和水泥亦能显著改善红黏土的崩解性；固化土邓肯-张模型参数破坏比R_f随F1掺量的增大而增大，随水泥掺量的增大而减小；抗剪强度指标、初始弹性模量E_i和初始切线模量参数K均随着F1和水泥掺量的增大而增大，初始切线模量参数n随F1掺量的增大而减小，随水泥掺量的增大而增大。     

橡胶-水泥稳定碎石持强增韧特性研究

为了增加水泥稳定碎石半刚性基层材料的韧性，有效提高其抗裂性能，以减少因基层开裂引起的路面反射裂缝，以粒径为2.36~4.75 mm的橡胶颗粒等体积替换同粒径的集料，制备了持强增韧型橡胶-水泥稳定碎石材料。橡胶颗粒掺量分别为该粒径集料总体积的38%、57%、76%和95%。采用材料试验系统（MTS）开展了7 d无侧限抗压强度试验、四点弯曲强度试验和劈裂强度与模量试验，揭示了无侧限抗压强度、最大劈裂与弯拉应变及劈裂动态模量随橡胶颗粒掺量的变化规律，提出了一种强度满足规范要求、模量可调控的水泥稳定碎石材料制备方法。研究结果表明：橡胶-水泥稳定碎石的7 d无侧限抗压强度随橡胶颗粒掺量的增加而减小，且两者呈幂函数关系，当掺量在80%以下时可满足规范中的强度要求；最大劈裂应变随橡胶颗粒掺量的增加而逐渐增大，在保证强度的基础上，极限应变最大可达到传统水泥稳定碎石的1.9倍，而弯拉应变则先增大后减小，在保证设计强度的前提下，极限应变最大可达到传统水泥稳定碎石的3.79倍；劈裂动态模量随橡胶颗粒掺量的增加而减小，两者呈幂函数关系；橡胶-水泥稳定碎石的韧性较传统水泥稳定碎石显著增强，从而提高了其作为半刚性基层材料的抗裂性能；橡胶颗粒的掺入使水泥稳定碎石在保证强度的前提下，实现了破坏应变显著增大（即断裂能显著增大）、模量可调可设计的功能。     

掺玄武岩纤维水泥稳定再生碎石基层性能研究

针对不同的建筑垃圾掺量,通过抗压强度试验、抗弯拉强度试验、干缩性能试验、抗冲刷性能试验、抗冻性试验、抗疲劳性能试验,研究掺加玄武岩纤维对水泥稳定建筑垃圾路用性能的影响.试验结果表明:掺加纤维后,水泥稳定建筑垃圾的28 d抗压强度、28 d抗弯拉强度增大,干缩系数降低,28 d冲刷质量损失率降低,冻稳系数增大、90 d疲劳寿命提高;随着建筑垃圾掺量的增大,水泥稳定建筑垃圾的路用性能逐渐降低.建筑垃圾掺量为100％时,掺纤维水泥稳定建筑垃圾的28 d抗压强度、28 d抗弯拉强度分别比不掺纤维的水泥稳定建筑垃圾增大了10.1％、17.1％,28 d干缩系数降低了19.4％,冲刷损失率降低了14.6％,冻稳系数增大了2.4％,疲劳寿命增大了26.7％(应力比为0.6)、12.6％(应力比为0.7).建筑垃圾掺量小于等于75％、纤维掺量为0.06％时,水泥稳定建筑垃圾可应用于重交通荷载等级下高速公路基层中.     

片状石墨烯对水泥胶砂力学性能的影响

为研究石墨烯对水泥胶砂力学性能的影响，采用聚氧代乙烯壬基苯基醚(CO-520)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)对石墨烯进行分散，制备了不同石墨烯掺量、不同水灰比下的石墨烯改性水泥胶砂，并借助抗压抗折试验及扫描电子显微(SEM)研究了石墨烯对水泥胶砂力学性能的增强效果及增强机理。结果表明：CO-520分散剂能有效改善石墨烯在水泥胶砂中的分散性；石墨烯的掺入显著增加了水泥胶砂7 d、28 d的抗折和抗压强度；3种水灰比均在掺量为0.07wt%取得最佳值，28 d的抗折和抗压强度分别增加了37.8%、9.4%;石墨烯掺量相同时，水泥胶砂的抗折和抗压强度均随水灰比的上升而下降。这是因为石墨烯片层以多样性形态填充在水泥基材料的孔隙中，从而细化水泥基基体的孔径尺寸，提升了水泥基体间的胶结强度，增强了水泥胶砂材料的力学性能。     

CFB灰-钢渣微粉多源固废协同注浆材料特性研究

为促进道路工程绿色发展，提高工业固废资源化利用率，采用循环流化床锅炉脱硫粉煤灰(CFB灰)、钢渣微粉(SSS粉)、脱硫石膏3种工业固废制备CFB灰-钢渣微粉多源固废协同注浆材料。通过室内试验，系统研究了原材料配比与水固比对注浆材料工作与力学性能的影响，并开展XRD和SEM试验，分析其水化作用机理。研究结果表明：水固比相同时，随CFB灰掺量的增加，浆液流动度与结石率增大，密度、析水率和结石体单轴抗压强度减小；CFB灰掺量相同时，随水固比增大，浆液析水率增加，流动度、密度、结石率及结石体单轴抗压强度减小；浆液流动度与结石体单轴抗压强度受水固比、CFB灰掺量影响显著，而浆液密度、析水率与结石率变化范围不大；析水率最高为4.2%、结石率最低为95.8%,28 d抗压强度最大达1.46 MPa。综合考虑各工作与力学性能，建议CFB灰掺量、SSS粉掺量及水固比的范围宜分别为35%～55%、30%～55%、1∶1.3～1∶1.5。CFB灰、SSS粉与脱硫石膏在浆液水化反应过程中可以起互补作用；SSS粉中C₂S、C₃S快速水化提供Ca²⁺     

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。     

淤污泥陶砂制备水泥基交通降噪材料的研究

研究不同粒径的淤污泥陶砂与膨胀珍珠岩作为骨料形成水泥基材料的吸声性能、抗压强度和耐久性.试验表明:淤污泥陶砂制备的水泥基降噪材料降噪系数低于膨胀珍珠岩制备的水泥基降噪材料的降噪系数,但在交通噪音频率范围800～1 200 Hz内,级配为0.6～1.18 mm的淤污泥陶砂制备的水泥基降噪材料在1 000 Hz处吸声系数达到0.98;其28 d抗压强度最高,能够达到13.6 MPa,远大于膨胀珍珠岩制备的水泥基降噪材料的抗压强度;淤污泥陶砂制备的水泥基降噪材料耐久性能优于膨胀珍珠岩制备的水泥基降噪材料.     

改良盐渍土物理力学性质试验研究

盐渍土作为一种性质特殊的土体,在用作路基填料时表现出易溶陷、盐胀、腐蚀等问题。结合某铁路工程建设,采用石灰、水泥及粉煤灰对盐渍土进行改良试验研究,分析了石灰、水泥及粉煤灰掺量对改良盐渍土的击实特性及无侧限抗压强度的影响关系。结果表明:改良盐渍土的最优含水率随改良材料掺量的增加而增大;除水泥改良土的最大干密度随改良材料的增加而增大外,石灰、石灰粉煤灰、石灰水泥改良土的最大干密度均随改良材料掺量的增加而减小。改良盐渍土的无侧限抗压强度与龄期呈正相关关系。龄期一定时,因部分石灰水化和物理作用的不完全致使石灰、石灰粉煤灰及石灰水泥改良盐渍土的无侧限抗压强度随改良材料掺量的增加呈先增大后减小的变化趋势,而水泥改良盐渍土的无侧限抗压强度则随改良材料掺量的增加而增大。     

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%。     

黏土-砂交互地层沉井下沉阻力研究

为明确交互地层中沉井下沉阻力特征,以常泰长江大桥6号墩沉井基础为背景,基于实测数据对黏土-砂交互式地层中大型沉井下沉过程中的刃脚踏面反力、侧壁压力及侧摩阻力的大小与分布规律进行研究。结果表明：沉井下沉阻力集中在外圈井壁,外圈井壁刃脚踏面反力与踏面埋置深度的相关性较高,且受沉井自重的影响显著,因下部粉质黏土层与粉砂、细砂层的极限承载力相当,随沉井底口由砂土层进入粉质黏土层,外圈井壁刃脚踏面反力均值并无显著变化;在第2次浇筑井壁混凝土阶段,沉井底面位于粉砂、细砂层与下部粉质黏土层分界面,随着沉井自重增大,砂土层内的刃脚踏面反力显著增加,粉质黏土层内的刃脚踏面反力因受土层的超孔隙水压力消散的影响反而有所减小;刃脚踏面由砂层进入粉质黏土层后,位于砂土层内的沉井侧壁压力及下沉侧摩阻力显著增大。     

冰水堆积体路基填料水泥改性试验研究

采用成乐高速公路桩号K71+000处冰水堆积体土样，水泥掺量分别为3%、4%、5%、6%，开展土工击实、承载比、无侧限抗压强度、直剪试验等，得到改良前后颗粒级配、塑性指数、CBR值、无侧限抗压强度和抗剪强度等参数，探究冰水堆积体用作路基填料可行性。研究表明：改良后冰水堆积体最大干密度、CBR值、无侧限抗压强度（7、14、28天）、黏聚力和内摩擦角均随水泥掺量增加而增大；水泥掺量小于5%时，指标随水泥掺量近似呈线性增大；水泥掺量大于5%时，指标随水泥掺量增加，增大幅度有明显减弱。确定出最佳水泥掺量为5%，各项指标均符合路基填料规范要求，冰水堆积体经改良后可用作路基填料。     

基于Martin-Darvidenkov模型的冻结粉质黏土动力特性研究

冻土作为一种由固体矿物颗粒、冰晶体、未冻水及气体组成的多相结构体系,其动力学性质相较融土更为复杂。为了研究冻土动力特性的演化规律,探究等效线性黏弹性模型对冻土的适用性,以青藏粉质黏土为对象开展了一系列分级循环加载条件下的低温动三轴试验,深入分析冻土动弹性模量和阻尼比随振次、围压及动应变幅值的变化规律。研究结果表明：冻结粉质黏土骨干曲线的初始斜率随围压的增大而减小,体现了围压的强化作用;分别采用H-D模型和M-D模型对冻土的骨干曲线进行描述,结果显示相比H-D模型,采用M-D模型可以较好地模拟冻结粉质黏土骨干曲线在高动应变幅值下的软化现象;冻结粉质黏土的动弹性模量随动应力幅值的增大非线性减小,且基于M-D模型的动弹性模量预测模型可较好地描述冻结粉质黏土动弹性模量随动应变幅值的非线性变化规律;在每级循环荷载作用下,动弹性模量随振次的增大有小幅波动;滞回曲线面积随动应变幅值的增大呈非线性增大的趋势,阻尼比随动应变幅值的增大呈现出先减小后增大的趋势。此外,在每级动荷载作用下,当加载级数较小时,阻尼比随振次的增大逐渐减小,随着加载级数的增大,阻尼比随振次增大而减小的趋势逐渐减弱;当加载级数较大时,阻尼比随振次的增大呈现出逐渐增大的趋势。     

水泥稳定细砂路基封层材料收缩性能的试验研究

为了探讨水泥稳定细砂封层材料的收缩性能以及水泥剂量对其收缩性能的影响,室内试验研究了2%、4%、6%和8%等4种剂量水泥稳定细砂材料的干缩和温缩变化规律.试验结果表明:水泥剂量在4%～6%的范围内平均干缩系数的变化相对稳定,且存在一极小值;4种配比的温缩应变和温缩系数的变化规律大致相同,在水泥剂量为6%左右平均温缩系数存在一极小值.结合试验路的观测结果,6%水泥稳定细砂收缩性能最优.     

废旧混凝土再生粉料改良高液限黏土试验研究

针对直接采用高液限黏土填筑路基可能会因强度和稳定性不足而出现不同程度的病害,以洞庭湖区分布的高液限黏土为研究对象,通过掺加试验室制备的废旧混凝土再生粉料,开展高液限黏土改良试验研究。掺加量分别设定为5%、10%、15%,养生周期分别为7d、14d、28d、90d,研究了液塑限、CBR承载比以及无侧限抗压强度等指标的变化情况,并与3%水泥改良土进行对比分析。试验结果表明：以10%掺加量再生粉料改良高液限土,养生周期14d,具有显著的强度提升效果。     

赤泥掺量对水泥稳定碎石基层性能影响

为大规模利用拜耳法赤泥，将其作为砂石应用到公路基层，研究其掺量对水泥稳定碎石赤泥基层性能的影响。结果表明：最佳含水量随着赤泥掺量的增大而增大，最大干密度随着赤泥掺量的增大而降低，7 d和28 d无侧限抗压强度随着赤泥掺量的增加先增大后降低；综合考虑后选定配比：水泥∶碎石∶赤泥为5∶60∶35。1 km的水泥稳定碎石赤泥基层比相同水泥掺量的水泥稳定碎石基层节省造价839 544.5元。因此，赤泥可作为砂石在公路基层中大规模应用。