无机结合料加固吹填海砂土的三轴试验研究

吹填海砂土黏聚力小,工程性能较差,容易受到雨水冲刷而导致路基破坏,因此用作路基填料时需要采用无机结合料加固。对掺加石灰和水泥加固的海砂土试样,通过三轴试验来研究它们的强度特性和应力-应变规律。试验结果表明干密度、养护龄期、无机结合料掺量是固化海砂土强度影响的正相关因子;延迟击实时间和含水率为负相关因子;对于含盐量,3%为分界,含盐量小于3%时,强度随含盐量增加而增加;大于3%时,强度随含盐量增加而减小。     

纤维-水溶性聚合物加固砂土抗剪强度特性试验研究

为了解纤维-水溶性聚合物的抗剪强度和砂土的破坏机理,通过一系列直剪试验和数值模拟,研究了不同水溶性聚合物含量和纤维含量条件下加固砂土的剪切强度特性,分析了加固砂土的抗剪强度特性及其参数变化和破坏特征。试验结果表明:加固砂土的抗剪强度特性随水溶性聚合物含量和纤维含量的增大而显著提高;水溶性聚合物和纤维的掺入提升了加固砂土的黏聚力,但对内摩擦角的影响较小;当纤维含量为0.8%时,水溶性聚合物含量从1%增大至4%,加固砂土的抗剪强度增强了55.58.kPa;当水溶性聚合物含量为4%时,纤维含量从0.2%增大至0.8%时,黏聚力增加了32.69.kPa。聚合物和纤维含量的增大促进了复合砂土各组分之间的联合,增强了加固砂土的整体性,提升了土体的稳定性。     

改性钠羧甲基纤维素加固粉砂土水稳性及稳定机理分析

土壤加固剂可改善土体理化特性。选择改性钠羧甲基纤维素(M-CMC)为加固剂,以粉砂土为加固对象,研究M-CMC加固粉砂土水稳性及稳定机理。开展不同加固剂掺量下加固土湿化崩解试验进行崩解状态监测和完全崩解系数(C_R)测试,结果显示:随加固剂掺量的增加,试样开始崩解的时间延时、崩解产物中粗粒含量增加、悬浮粒减少,C_R快速降低,当掺量达0.9%时,加固土样无崩解。进一步对试样的渗透性、基质吸力、抗剪强度、化学组分及微观结构进行测试,结果显示:随加固剂掺量的增加,加固土样团聚体粒径增大、渗透性减小、基质吸力增大、抗剪强度提高。研究成果表明:M-CMC在土颗粒表面产生“包裹效应”、相邻土颗粒间产生“吸附效应”、相隔土颗粒间产生“连接效应”,使得土颗粒由镶嵌点接触转变为面式接触和链式连接,形成网状胶结结构团聚体,从而提高加固土水稳性。     

海相沉积淤泥复合固化强度的试验研究

针对现有淤泥固化试验采用的固化剂相对单一的问题,为了系统研究多材料固化滨海沉积淤泥强度特性,以唐山南堡典型滨海沉积淤泥为研究对象,通过对比单掺、双掺及三掺等固化剪切强度,结合粉煤灰废物利用问题,系统研究了水泥、生石灰及粉煤灰等不同固化剂组合对滨海相沉积淤泥固化强度的影响。结果表明:不同固化剂对滨海相沉积淤泥抗剪强度影响的差异较为明显,抗剪强度基本随掺加固化剂的种类增加而增加,掺加6%生石灰、10%水泥和6%粉煤灰28 d龄期的固化淤泥抗剪强度最高,其黏聚力为238.4 kPa、内摩擦角为32.94°;抗剪强度指标的提高随龄期的变化存在差异,即淤泥单掺生石灰抗剪强度指标的提高主要在养护后期,施工中可适当增加闷料时间以使生石灰和淤泥颗粒反应充分;采用水泥来固化淤泥可在短期内明显提高强度,在高含水率的淤泥材料施工中有更好的工程效果;固化剂掺量相同情况下,抗剪强度随着龄期增长而增加。研究成果对滨海沉积淤泥的固化和工程应用具有参考价值。     

聚丙烯纤维土受力性能试验研究

为了解决由煤层采动和重载车辆导致的路基砂土大变形问题,依据三轴压缩试验,研究了4种纤维长度和4种纤维掺量下砂土的强度和抗变形能力。结果表明:纤维土的应力-应变关系近似呈双曲线关系,主要破坏形式为鼓胀破坏;纤维土的力学性能随纤维掺量和长度的增加而增大,但对内摩擦角影响很小。最后在试验基础上通过1stOpt进行多因素回归分析得到黏聚力与纤维长度和掺量的拟合公式,并通过与实测值比较,认为其能够满足工程需要。     

复合矿物掺和料对混凝土力学性能的影响试验

对掺加不同矿物掺和料的混凝土在不同龄期下的力学性能进行了试验研究。结果表明:当矿粉和粉煤灰复掺时,随着矿粉比例的增加混凝土的强度不断提高,以3∶1的比例复掺,其总掺量为20%时混凝土的强度最大;当矿粉和石灰石粉复掺时,两者的比例为3∶1、复掺量为10%时混凝土的强度最大;石灰石粉和粉煤灰复掺,两者的比例为3∶1、总掺量为30%时,混凝土的强度最小。     

粉煤灰-天然砂改良膨胀土强度特性试验研究

为探讨粉煤灰-天然砂改良膨胀土强度特性,对改良膨胀土进行了击实试验、无侧限抗压试验和三轴试验。试验结果表明:粉煤灰掺量一定时,最大干密度随天然砂掺量增加呈先增大后减小趋势,而最优含水量逐步减少;天然砂掺量一定时,最大干密度及最优含水量随粉煤灰掺量增加均逐渐减小;在粉煤灰和天然砂之和占比20%不变条件下,随天然砂占比减小,无侧限抗压强度与三轴抗剪强度先增大后减小,天然砂掺量5%和粉煤灰掺量15%时强度最大;随着粉煤灰和天然砂掺量的增加,内摩擦角先增加后减小;粉煤灰和天然砂掺量之和一定时,随着粉煤灰的增加和天然砂掺量的减少,黏聚力逐渐减小。研究成果可供致力于改良膨胀土工程性质的研究人员参考。     

非饱和氯盐渍土抗剪强度特性试验研究

为研究非饱和氯盐渍土的抗剪强度特性,给工程应用提供理论基础,采用人工配置氯盐渍土,进行了室内三轴剪切试验。在定性分析的基础上,定量分析了非饱和氯盐渍土抗剪强度及其指标与含盐量的相互关系。结果表明：试验条件下存在临界含盐量9%,当含盐量小于9%时,非饱和氯盐渍土的抗剪强度及其指标随着含盐量的增加而减小;当含盐量大于9%时,抗剪强度及其指标随着含盐量的增加而增加。     

冻融循环作用下粉质砂土的压缩变形特性研究

以季节冻土区粉质砂土为研究对象,以含水率、压实度与冻融循环次数为控制变量进行了冻融循环试验以及固结压缩试验,并对试验结果与规律进行可行性分析和总结。压缩模量是判断土体压缩性的重要指标,通过室内试验测得粉质砂土的压缩模量,并得出重塑试样的含水率、压实度以及冻融循环次数的相关规律。结果表明:冻融循环3次时压实度为0.85、含水率为16%的试样压缩变形量最大,可达1.118 mm。经过反复冻融10次后试样的压缩变形量趋于稳定。冻融循环15次时,压缩变形率随固结压力的增加而增长。在同一含水率下,压缩变形率随压实度的增加而减小,在同一压实度下,压缩变形率随含水率增加而增大。压缩模量随着含水率的增加而减小,随压实度的增加而增大,随着冻融循环次数的增加而增加。对于粉质砂土,提高压实度、降低含水率是减小路基沉降的有效措施。     

纤维和纳米材料改良花岗岩残积土的力学试验及机理研究

在处理特殊土时,采用性能好、环保和成本低的材料加固土体有着非常重要的意义。为了研究玄武岩纤维和纳米氧化铁对花岗岩残积土力学性能的影响,采用单掺和复掺的方式,制备不同掺量的试样进行固结不排水三轴剪切试验,并取剪切后的土样进行扫描电镜试验分析其微观机理。试验结果表明：土样抗剪强度随玄武岩纤维掺量的增加呈先增大后减小的变化规律,在掺量为1%时出现峰值,土样抗剪强度随纳米氧化铁掺量的增加而呈单调增加的变化规律;两种改良方法均能较大幅度提升土体的黏聚力,对内摩擦角的提升效果不明显,此外,复合改良土样提升土体抗剪强度的效果比单掺改良土样更加明显;土体抗剪强度的提高是由玄武岩纤维与土体之间产生互锁网、纳米氧化铁填充土颗粒之间的空隙所致,采用复合改良土样的方式能有效改善花岗岩残积土的剪切强度特性。     

基于电渗法的新近吹填土快速结壳试验

针对新近吹填土地基承载力低,无法满足机械进场施工的问题,基于电渗固结阳极区域土体固结快的特点,设计了一种新近吹填土快速结壳电渗电极,采用该电极分别开展了电渗、真空不同联合方式的室内试验,对比分析了排水量、电渗能耗、最终含水率、抗剪强度及承载力等土性参数指标。结果表明:采用该电渗电极处理后的吹填土含水率降低31.0%～61.4%,土体表层承载力最高可达192 kPa;单纯电渗处理后土层抗剪强度沿深度衰减,电渗-真空联合作用下土层抗剪强度更高且分布均匀;设计的电渗电极可实现高含水率新近吹填土浅表层快速加固。     

吹填土强度与下沉量分析计算探讨

分析了吹填重塑土含水率与强度的关系,推导了吹填土下沉量的简易计算方法,为吹填土工程高程、强度2大控制指标的估算与分析提供新的思路。基于资料的局限性,仅对吹填土下沉量计算进行了应用分析,以起到抛砖引玉的作用。     

吹填淤泥土真空预压沉降计算修正系数的分析

同天然软土相比,吹填淤泥土初始含水量高,初始孔隙比甚至超过3。通过对比国内不同行业的相关规范可知,软土地基设计阶段的沉降计算尤其是沉降修正系数取值难以适用于吹填淤泥土。通过对天然软土地基沉降计算进行分析,研究了吹填淤泥土采用真空预压处理下的沉降特点。结果表明,吹填淤泥土沉降修正系数的取值范围幅度远大于规范给定的取值范围。对不同地区吹填土沉降数据进行分析,从实例角度验证吹填淤泥土沉降计算修正系数取值范围;对吹填淤泥土沉降与厚度关系曲线进行拟合,得出沉降量与吹填层厚度的比值在初步设计阶段可按吹填厚度的30%考虑。     

冻融循环条件下罗布泊天然盐渍土的盐冻胀规律研究

以罗布泊湖积平原区的盐渍土为研究对象,分别从影响盐渍土盐冻胀的各因素-冻融循环次数、干密度、含水率等方面进行试验研究。结果表明:含水率为10%、13%的土样在第3次冻融循环时有最大的盐-冻胀增量;含水率为16%的土样则在第6次冻融时表现出盐-冻胀增量峰值。不同含水率、不同干密度的土样经多次冻融循环作用,土样的累加盐冻胀力随冻融循环次数的增加而递增;相同干密度情况下,土样的含水率为最优含水率时,其累加盐-冻胀力达到峰值;当土样含水率较小时,土样的累加盐-冻胀力随含水率的增大而增加;当含水率超出土样的最优含水率后,随含水率的增大其累加盐-冻胀力减小。     

浅析吹填施工技术在造地工程中的应用

通过吹填造地的工程实例,介绍了吹填造地的设计、施工工艺及施工方法。吹填料源以海砂为主,辅以淤泥和土料。吹填工艺采用挖运抛吹的方案。吹填造地采用耙吸式挖泥船在海上挖砂装舱,重载航行至吹填区附近的储泥坑抛砂,绞吸式挖泥船将海砂吹填至筑陆区。吹填造地结合城市新区用地需要,具有明显的社会效益和经济效益。     

黏-砂混合土压缩特性与微观结构特征关系研究

黏-砂混合土在吹填土地基中广泛应用,混合土地基变形与微观结构息息相关。为探讨黏-砂混合土压缩变形的微观机制,以黏土与砂不同配比的混合土为研究对象,利用压缩、扫描电镜(SEM)试验和图像处理技术(IPP)对固结前后试样的颗粒排列、孔隙分布进行定性和定量分析,从微观层面探讨了混合土微观结构随固结压力变化的演变机制。结果表明:随着含砂量的增大,混合土孔隙比呈先减小后增大的趋势,压缩系数不断减小;大、中孔隙随着含砂量增大明显增多,颗粒间接触方式从以边-面、面-面接触为主向点-点、点-面接触过渡;固结作用提高了颗粒排列的密实性和有序性,孔径分布向小孔径范围移动,大孔隙面积占比最大降幅达31.39%,中孔隙面积显著增加,对微、小孔隙影响不明显;土体颗粒的定向概率熵与和含砂量呈正线性相关,与压缩系数a_1-2呈负线性相关,含砂量越大,混合土颗粒排列越混乱,定向概率熵越大,其压缩性越低。由此可见,固结压力和配比不同引起的颗粒、孔隙微观结构参数变化是导致混合土压缩特性差异的内在原因。     

含砂黏性土抗拉强度影响因素的试验分析

许多土工建筑破坏都与土的抗拉强度密切相关,抗拉强度是土体重要的力学指标之一。与土的抗剪强度和抗压强度相比,土体抗拉强度从试验仪器到理论均不成熟。分析现有测量土体抗拉强度的仪器优缺点,自行研制了可自动读取数据的平卧式土工拉伸仪;针对特殊形状试样的饱和需求,对传统重叠式饱和架进行改进,设计了一种通用型重叠式饱和器。利用自制仪器进行在不同初始干密度、饱和度、含砂量下的含砂黏性土抗拉强度试验,分别探讨了各种因素对抗拉强度的影响。结果表明:抗拉强度随干密度的增加呈线性增加,随土体饱和度的增加先增加后减小且在饱和度为0.6左右达到峰值,随含砂量的增加先缓慢减小且在含砂量达到20%后迅速减小,含砂量>40%后抗拉强度逐渐趋于0。进而建立了抗拉强度与各影响因素之间的函数表达式。研究成果对实际工程中含砂黏性土抗拉强度的确定具有一定参考价值。     

粉煤灰再生粗骨料多孔混凝土强度影响因素研究

再生混凝土是当前固体废弃物再利用的一种前沿技术,能够有效提升固废资源的利用率,缓解建筑垃圾带来的环境压力。本文为研究再生粗骨料多孔混凝土强度影响因素,在水泥中添加部分粉煤灰材料,通过室内单轴抗压强度试验探讨了不同再生粗骨料含量、不同水胶比以及不同骨胶比下再生混凝土强度的变化规律。结果表明,随着粗骨料的增加,混凝土抗压强度出现了明显增长,但当达到一定含量时混凝土性能会出现明显降低。此外,骨胶比和水胶比的增加,会使再生粗骨料多孔混凝土抗压强度出现降低的趋势。研究成果可为相关混凝土工程提供参考。