膨润土对固化淤泥土抗冻融性能的提升效应

为了研究膨润土对固化淤泥土抗冻融性能的提升效应,针对冻融循环过程中不同膨润土掺入量的固化淤泥土,开展了无侧限抗压强度试验、直接剪切试验等宏观试验,以及相应的电镜扫描分析等微细观分析和理论分析.膨润土能够有效的提高固化淤泥土的破坏应变、无侧限抗压强度、粘聚力和内摩擦角等指标,并且能够保证上述指标在冻融循环作用下不发生衰减.膨润土的掺入量,存在一个最优值:该值附近,膨润土对固化淤泥土抗冻融性能的提升效果最好.膨润土对固化淤泥土抗冻融性能的提升,通过内部结构稳定性的强化和冻融循环作用的弱化等双重作用而实现.膨润土的颗粒填充能够减小固化淤泥土的孔隙率,同时膨润土可以参与固化反应生成固化骨架,从而促进固化淤泥土内部结构稳定性的强化.膨润土的吸水作用可以减少参与冻融循环作用的自由水,同时膨润土的湿胀干缩作用可以部分抵消冻胀融缩效应,进而促冻融循环作用的弱化.     

孔隙溶液盐分浓度对大连湾海相淤泥水泥固化土渗透性状影响研究

通过对大连湾洗盐淤泥土、未洗盐淤泥土、固化淤泥土进行固结渗透试验研究孔隙溶液盐分浓度对重塑土和固化土渗透性状的影响,结果表明:在相同孔隙比时,大连湾重塑土及较低水泥掺量下的固化土渗透系数随孔隙溶液盐分浓度的降低而减小,最大减小了50％,而且随着孔隙比的减小,高盐分浓度与低盐分浓度的渗透曲线逐渐逼近甚至重合;另外得出,对于固化淤泥土,随着水泥掺量的增加,原泥中盐分对固化土渗透性状的影响逐渐减弱.     

干湿-冻融循环下水泥固化淤泥土的力学性能与裂隙发育特征

针对水泥固化淤泥土性能受干湿-冻融循环效应的影响,开展了不同干湿-冻融循环次数下的土体三轴剪切试验、CT扫描试验和SEM扫描试验,研究了干湿-冻融过程中水泥固化淤泥土的力学特征和微结构损伤规律。结果表明:水泥固化淤泥土的应力-应变曲线呈应变硬化特征,内摩擦角与黏聚力指标随干湿-冻融循环次数增加而逐渐减小,且分别表现为指数型和线性衰减趋势;根据二值化的CT扫描图像定量分析了裂隙演化规律,发现试样的裂隙率随干湿-冻融循环次数增加呈指数型增加;由SEM扫描试验可以观测到干湿-冻融循环后试样中的水泥基胶结物流失,颗粒间密实度下降,这是导致水泥固化淤泥土发生裂隙扩展与力学性能弱化的微观机制。     

水泥加固淤泥土力学与抗海水腐蚀性能研究

为了分析水泥掺量和海水腐蚀对水泥加固淤泥土力学性能的影响规律,制备了水泥掺量为4%、8%、12%、16%和20%水泥加固淤泥土试件,分别经历了0、2、5、8、12、18次海水腐蚀干湿循环后,测试试件的单轴抗压强度、内聚力和内摩擦角,分析水泥掺量和海水腐蚀对水泥加固淤泥土力学性能的影响规律。研究结果表明,（1）随着水泥掺量的增大,水泥加固淤泥土的单轴抗压强度和内聚力呈线性增大,而内摩擦角呈指数衰减;（2）随着海水干湿循环次数的增加,水泥加固淤泥土的抗压强度、内聚力和内摩擦角均呈现不断变小的变化规律;（3）水泥掺量的增大能够有效提高加固淤泥土的抗海水腐蚀能力。     

干湿循环条件下水泥固化疏浚淤泥的物理力学特性

结合太湖疏浚淤泥的固化工程,对水泥掺量100 kg/m3、150 kg/m3和200 kg/m3的固化淤泥试样进行干湿循环试验,对经历不同干湿循环次数的固化淤泥试样进行抗剪强度和固结特性试验研究,分析了干湿循环影响机理,并定量评价了干湿循环的影响因素.结果表明:水泥掺量100 kg/m3的固化淤泥试样干湿循环后抗剪强度和屈服应力都出现下降的趋势,而水泥掺量150 kg/m3和200 kg/m3的固化淤泥试样干湿循环后抗剪强度和屈服应力都出现增大的趋势;水泥掺量越高,固化淤泥试样的抗剪强度和结构屈服应力越大.干湿循环对固化淤泥物理力学特性的影响受烘干温度和裂缝的双重作用,其综合影响结果取决于两者所占的比重.     

电阻率法对硫酸影响水泥土力学性能的初步研究

环境污染对水泥土力学性能的影响已引起了人们的重视.本文以硫酸污染为例,通过不同浓度硫酸溶液对水泥土的侵蚀,采用电阻率法研究了电阻率与溶液浓度、抗压强度之间的关系.结果表明,受硫酸溶液侵蚀后,水泥土电阻率、孔隙水电阻率、水泥土抗压强度均随着溶液浓度的增加而减小,水泥土抗压强度与水泥土电阻率成正比.然后在无侧限抗压强度试验的基础上,推导出了硫酸污染地区水泥土桩身强度侵蚀性修正系数.最后提出了通过硫酸溶液电阻率来评价水泥土侵蚀程度的方法.     

纳米硅粉改良碱渣-矿渣固化淤泥的抗硫酸镁侵蚀性能

利用纳米硅粉对碱渣-矿渣固化淤泥抗硫酸镁侵蚀性能进行改良，对MgSO₄溶液浸泡后的固化淤泥试样开展无侧限抗压强度、核磁共振和X射线衍射试验，研究硅粉掺量、养护龄期、浸泡时间对固化淤泥强度的影响规律及其微观机理。研究表明：在标准养护条件下，当硅粉掺量为3%(质量分数)时固化淤泥试样的孔隙体积最小，无侧限抗压强度最大，生成水化铝酸钙等产物。在MgSO₄侵蚀环境下，标准养护7 d试样具有很好的抗侵蚀能力，当硅粉掺量为3%(质量分数)时固化淤泥抗MgSO₄侵蚀能力最好，无侧限抗压强度随浸泡时间的增加而增大；标准养护28和60 d时，固化淤泥抗MgSO₄侵蚀能力减弱。建立了固化淤泥无侧限抗压强度与硅粉掺量及浸泡时间的关系式，预测了最危险条件和最低强度。适量的纳米硅粉可增加固化淤泥中水化速度和程度，减少钙矾石的生成量及其不利影响，达到提高碱渣固化淤泥抗MgSO₄侵蚀性能的目的。     

新型废渣软土固化剂的试验研究

通过配合比正交试验和优化,将脱硫石膏、钢渣、矿渣复合形成固化剂(简称GSC);采用扫描电镜对其水化产物进行微观分析;并通过无侧限抗压试验对GSC固化土与水泥土作了强度对比分析.研究结果表明,钢渣作为胶凝材料对GSC固化剂强度影响最大;发现GSC固化剂安定性、凝结时间可以满足使用要求,其水化产物和水泥相似;GSC固化土无侧限抗压强度随龄期的增长规律与水泥土一致,但早期强度比水泥土低;调节GSC的用量和水灰比大小可以实现与水泥相同的固化效果.     

煤矸石集料混凝土Na2SO4侵蚀试验研究

以Na2 SO4溶液浓度、水胶比、粉煤灰质量浓度和煤矸石质量浓度作为试验因素,进行了四因素三水平正交试验,对长期浸泡、干湿循环两种环境中的煤矸石集料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能劣化规律展开研究.研究表明,混凝土在Na2 SO4溶液中的破坏过程分为两个阶段,侵蚀初期:混凝土的孔隙被侵蚀产物填充,致密了结构,抗压强度、动弹性模量、抗折强度等指标有所增加;侵蚀后期:膨胀性物质仍持续生成,结晶压力超过混凝土的抗拉强度,各指标从高位下降;在干湿循环作用下,各强度指标变化速率较长期浸泡组更快,说明干湿循环对试块的性能劣化更加显著;在各因素对抗压强度耐腐蚀系数、相对动弹性模量与抗压强度耐腐蚀系数的影响中,Na2 SO4溶液浓度和水胶比占主导作用;适量掺入煤矸石和粉煤灰对混凝土性能劣化起到一定的抑制作用.     

流态固化土用无熟料胶凝材料的性能研究

流态固化土是近年来为提高市政、建筑工程狭窄空间回填质量而发展的一种新材料。本文采用钢渣粉、CFB脱硫灰、稻壳灰等多种低品质固废作为无熟料胶凝材料制备流态固化土,并对流态固化土的无侧限抗压强度、干燥收缩性能、重金属浸出性能、微观结构等开展相关试验。研究表明:采用无熟料胶凝材料制备的流态固化土,其拌合物流动扩展度和无侧限抗压强度可满足一般填筑工程的要求,硬化体的干燥收缩值明显低于同掺量的水泥固化土,且无重金属浸出毒性超标的风险;在多种固废协同作用下,土颗粒聚集成团,孔隙明显减小,絮状的凝胶与针棒状的钙矾石晶体相互交织,附着在土颗粒表面,联结土颗粒,使得固化土的强度显著提高。