纳米硅粉水泥土的强度特性及固化机理研究

将性能优异的纳米硅粉作为外掺剂应用于水泥土改性研究。通过室内试验，探讨了纳米硅粉水泥土的强度特性。试验表明，一定掺量下的纳米硅粉能够显著提高水泥土的各个龄期强度。结合试验测试和理论分析，探讨了纳米硅粉在水泥水化硬化过程中的作用以及纳米硅粉与土之间的作用，在此基础上，分析了纳米硅粉改性水泥土工程性状的机理，旨在为纳米硅粉应用于工程实践开展理论和试验研究探索。     

纳米硅水泥土工程特性的试验研究

选取纳米硅作为水泥土的外掺剂 ,在大量试验的基础上 ,深入地研究了纳米硅水泥土的强度和变形特性。试验结果表明 ,纳米硅对水泥土强度的增强作用明显 ,对强度而言存在一合理的掺量范围 ,并应用正交试验和方差分析方法定量地分析了各影响因素对强度的贡献大小。最后讨论了水泥土的破坏应变、变形模量等指标与围压、抗压强度间的关系和统计规律     

纳米硅水泥土破坏准则研究

首次把纳米硅基氧化物作为水泥土的外掺剂,在大量三轴试验的基础上研究了纳米硅水泥土在三维应力空间上及子午面的破坏迹线及其特征,建立了一种5参数水泥土的破坏准则。与实测破坏曲面（线）相比,结果表明该模型基本上反映了水泥土在各种应力下的几何破坏特性。     

纳米硅水泥土弹塑性有限元分析

试验表明水泥土中掺入适量的纳米硅材料可以大幅度地提高水泥土的抗压强度。在试验的基础上,得出纳米硅水泥土的屈服条件后,采用相关联的流动法则和塑性功硬化条件,建立了纳米硅水泥土的弹塑性本构关系方程。在此基础上,以空间轴对称为研究对象,采用三角形截面的圆环单元,应用虚功原理建立了轴对称条件下纳米硅水泥土有限元方程,用增量刚度法求解,且用Matlab软件编制了有限元程序,在三轴试验条件下验证了该程序的合理性。以某机场水泥土搅拌桩地基处理方法作为工程背景,应用不同纳米硅掺量的水泥土作为地基处理的新材料,与传统水泥土进行了比较,计算结果表明,纳米硅作为水泥土外加剂用于地基处理可有效地减少地基沉降,提高地基承载力,在相同上覆压力下纳米硅水泥土处理后的地基沉降小于普通水泥土材料。     

若干水泥土外掺剂作用的试验研究

水泥土的强度主要来自水泥水化物的胶结作用。本文通过几种水泥土外掺剂对淤泥及淤泥质土的掺入比试验。分析得出水泥土外掺剂加固软土具有改良土料的级配和促进水泥的水化,促使增大土粒的团粒性,增强土粒间的连结和加剧降低土粒中孔隙水等作用,从而提高水泥土强度。     

纤维硅灰水泥石强度与浆液抗冲刷特性

针对隧道突水灾害防治对注浆材料的特殊要求,在水泥浆中加入外掺剂改善其力学特性与抗冲刷特性。通过测试不同水灰比、纤维掺量、硅灰掺量下水泥石的抗压与抗折强度,得出各水灰比下的强度最佳配合比,并测试最佳配合比下浆液的流动性与抗冲刷特性。试验发现,纤维与硅灰的掺入能够显著提高水泥石的强度,且对浆液的流动度影响不大;低流速下纤维硅灰水泥浆的抗冲刷特性较纯水泥浆改善显著,但流速较高时其抗冲刷特性仍较差。基于此,在纤维硅灰水泥浆中再掺入可再分散性乳胶粉进一步改善浆液抗冲刷特性。试验结果表明,可再分散性乳胶粉能明显改善浆液抗冲刷特性,即使在较高流速（0.6 m/s）下,其浆液留存率仍达到60%以上。研究结果为隧道突水灾害防治与动水注浆浆液选择提供了参考。     

深层搅拌桩强度影响因素探讨

为提高水泥土强度,通过对影响深层搅拌桩水泥土强度（水泥掺入比、水泥土养护龄期、水泥强度等级、土体自身物理力学性质,外掺剂以及施工工艺等）诸因素进行探讨,对各参数的取值进行优化。当水泥土的掺入比在7％～15％,养护龄期90d,加入外掺剂,且施工采用复搅法和喷搅法时,水泥土强度可以得到不同程度的提高。     

SF对水泥土的影响初探

本文介绍了一种新型的软土地基处理剂──硅粉在水泥加固土中部分取代水泥后的试验结果，掺入硅粉后水泥用量可大幅度减少，水泥土强度有很大提高。对水泥土中ＳＦ的作用进行了探讨。     

粉煤灰水泥土变形特性实验研究

水泥土中掺入粉煤灰能在一定程度改善其性能,而变形特性是实际工程应用的重要指标。因此,研究粉煤灰和龄期对水泥土变形特性的影响对实际工程具有较大的参考价值。通过粉煤灰掺量为0和8%的水泥土无侧限抗压强度实验,研究发现养护龄期的增长与粉煤灰的掺加有利于水泥土变形模量的增长,尤其是粉煤灰的掺加有利于后期变形模量的增长。进一步对比分析两种粉煤灰掺量时的无侧限抗压强度和平均变形模量,发现它们之间基本上呈线性关系,随后通过拟合得出了它们之间的换算公式。最后,考虑应力-应变曲线模型特征以及对试验数据回归分析,推导出了一定条件下的水泥土应力-应变上升段表达式,为实际工程设计提供参考。     

改性纳米硅材料加固松散砂土的工程特性研究

为了改变松散砂土的低强度和低抗侵蚀性,本文以纳米硅材料为基础,采用聚丙烯酰胺类作为改性剂,对松散砂土进行加固研究。分别研究在不同浓度的纳米硅材料以及不同掺量的改性剂的共同作用下,加固松散砂土的无侧限抗压强度、抗剪强度以及其崩解特性的变化规律,并对其加固机理进行分析。试验结果表明,改性后的纳米硅材料对松散砂土的无侧限抗压强度、抗剪强度以及抗崩解能力都得到较大的提高。当纳米硅材料浓度一定时,砂土的抗压强度和抗剪强度随着改性剂掺量的增加出现先增大后减小的趋势;在纳米硅浓度20%、改性剂掺量0.2%时抗压强度达到最大值970 kPa;在纳米硅浓度20%,改性剂掺量0.3%时黏聚力和摩擦角分别为173.2 kPa和39.3°;在加固松散砂土的抗崩解试验中,当纳米硅浓度大于20%、改性剂掺量大于0.1%时,加固后的砂土在水中侵泡8 d后砂样的崩解率低于50%;当纳米硅浓度20%,改性剂掺量0.2%时,加固砂土不崩解。综合试验结果,建议纳米硅溶液的浓度在20%,改性剂的掺量为0.2%作为改性纳米硅材料加固松散砂土的最优配比。