季冻区玄武岩纤维水泥土无侧限抗压强度试验

本文以玄武岩纤维水泥土为研究对象,通过一系列无侧限抗压强度试验,研究了在冻融循环次数、纤维长度的影响下玄武岩纤维水泥土的力学特性。试验结果表明,纤维质量掺入比为0.5%时,掺入玄武岩纤维后水泥土的无侧限抗压强度有所降低;经过24次冻融循环作用后,未添加纤维的水泥土无侧限抗压强度下降幅度最大,强度损失率达到了34.58%,而其他掺入纤维的水泥土强度损失较小,同时,未掺入纤维的水泥土破坏时的轴向应变明显低于掺入纤维的水泥土破坏时的轴向应变。由此可得,在本试验条件下,将玄武岩纤维掺入到水泥土中未能提高水泥土的无侧限抗压强度,但纤维的掺入可以有效减缓水泥土在冻融循环作用下的强度损失,增强了水泥土的韧性,提高了水泥土的抗冻性。本文研究可为玄武岩纤维水泥土在季节性冻土区的应用提供一定的借鉴和参考。     

冻融循环作用下玄武岩纤维水泥土力学性质研究

冻融循环作用是影响纤维水泥土微观结构和强度的主要因素。通过一系列无侧限抗压强度试验和冻融循环试验,研究养护时间、纤维长度及冻融循环次数对玄武岩纤维水泥土无侧限抗压强度的影响。研究结果表明:纤维水泥土的强度随着龄期的增加而增大;加入纤维的水泥土强度有所增加;随着冻融循环次数的增加,水泥土表面开始产生裂纹,没有添加纤维的水泥土在经过3次冻融循环后表面出现裂纹,经过6次冻融循环后,裂纹贯通并碎裂,而添加纤维的水泥土在经过6次冻融循环后,表面才出现裂纹。随着冻融循环次数的增加,纤维水泥土的强度有所下降,没有添加纤维的水泥土强度下降最快,与冻融循环次数呈线性关系降低。随着冻融循环次数的增加,纤维长度对水泥土无侧限抗压强度的影响越来越小。纤维的加入可以有效地提高水泥土的强度,随着冻融循环次数的增加,纤维水泥土的强度会降低,冻融循环作用对水泥土的强度有很重要的影响。纤维的加入可以有效地降低强度损失率,较好地提高水泥土的抗冻性。     

玻璃纤维水泥土抗冻性能试验研究

在寒冷地区,纤维水泥土的物理力学性质会受到冻融循环作用的影响。本文通过冻融循环试验和无侧限抗压强度试验,研究了玻璃纤维水泥在冻融循环作用下的力学性质。试验研究结果表明,在水泥土中加入质量掺入比为0.5%的玻璃纤维时,水泥土的无侧限抗压强度有所提高;掺入不同长度的玻璃纤维,无侧限抗压强度提高的程度不同,在本试验条件下,最优掺入长度为3mm;未添加玻璃纤维的水泥土经过3次、6次、11次、15次、20次和24次冻融循环后,强度分别下降了5.29%、3.21%、6.84%、11.87%、33.60%和46.66%,而添加玻璃纤维的水泥土在冻融循环作用下,强度变化很小,由此可知,玻璃纤维的加入可以有效地提高水泥土的抗冻性;但在同等掺量条件下,掺入玻璃纤维的长度对水泥土的抗冻性能的影响没有显著差别。本文的研究,能够为玻璃纤维水泥土在冻融环境中的应用提供一定的理论基础。     

兰州湿陷性黄土地区水泥土室内强度试验

针对目前湿陷性黄土地区水泥土室内强度试验尚无统一操作规程,考虑水泥掺入比、综合含水率、击实功等水泥土强度因子,进行水泥土室内强度试验.在室内强度试验基础上,通过数据拟合得出掺入比α、综合含水率ω、击实功p、龄期T与圆柱体、立方体试件抗压强度的拟合关系.通过对比圆柱体、立方体试件的抗压强度,以期在水泥土试件尺寸选择上形成...     

聚乙烯醇改性混杂纤维水泥土强度特性分析

为研究聚乙烯醇(PVA)对纤维水泥土强度的影响规律和作用机制,将占水泥质量2%,5%,10%的PVA分别与聚丙烯纤维水泥土、玻璃纤维水泥土及二者混杂纤维水泥土混合均匀,共配制16组试样进行无侧限抗压强度试验,并采用扫描电镜(SEM)观察PVA掺入后水泥土的形态特征。结果表明,掺入2种纤维均可显著提高水泥土无侧限抗压强度。PVA掺量对纤维水泥土的强度有重要影响,随PVA掺量的增加,纤维水泥土无侧限抗压强度先增加后减小。在PVA掺量为5%时纤维的加筋作用达到最优,此时无侧限抗压强度最大。水泥及PVA的水化产物使纤维表面粗糙,从而改善界面的黏结特性; 2种纤维的混杂在一定程度上增加了水泥土的无侧限抗压强度,表现出一定的混杂效应,掺入PVA会对混杂系数产生重要影响。     

废弃混凝土-水泥土强度特性及固化机理研究

将拆除城市旧建筑物和构筑物时产生的废弃混凝土掺入水泥土中,研究废弃混凝土-水泥土无侧限抗压强度的影响因素及其固化机理。采用正交试验方法,进行水泥土配合比设计和室内无侧限抗压强度试验。试验研究表明:影响废弃混凝土-水泥土无侧限抗压强度的主次因素依次是龄期、水泥掺量、废弃混凝土掺量;在水泥土中掺入15%~20%废弃混凝土可以有效提高水泥土的无侧限抗压强度。由废弃混凝土-水泥土固化机理分析得到:水泥土强度增长的主要原因是水泥的水解和水化反应;水泥与土颗粒之间的离子交换和团粒化作用进一步提高了水泥土的强度;废弃混凝土对水泥土强度增长的影响主要是填充效应和水化效应。     

橡胶混凝土的抗冻融和抗冲击性能研究

研究了橡胶颗粒粒径和掺量对非承重橡胶混凝土冻融性、抗冲击性、抗压强度和孔隙吸水率的影响。抗冲击性采用落锤冲击试验,试件出现第1道裂缝和破坏所需的能量由每次冲击能量叠加确定。结果表明:随着橡胶颗粒掺量的增加,混凝土试件的抗压强度、吸水率、质量损失逐渐降低,但抗冲击性能提高;橡胶掺量相同时,掺入粒径为2 mm的橡胶颗粒比掺入粒径1 mm橡胶颗粒的混凝土抗压强度降低更多;橡胶颗粒掺量为4.0%时,粒径为2 mm的橡胶混凝土试件抗压强度较普通混凝土降低了33.5%。     

水泥土无侧限抗压强度表征参数研究

水泥土主要包括水泥加固土和水泥稳定土两大类。选用2种典型土样,分别配制高含水率的水泥加固土和低含水率的水泥稳定土,进行一系列的水泥土无侧限抗压强度试验,旨在分析水泥土的孔隙率、饱和度以及强度的变化规律,提出有效表征水泥土强度变化规律的参数。试验结果表明:水泥土孔隙率的大小与初始含水率、压实程度以及水泥水化产物生产量等相关;水泥土的饱和度随水泥掺入量或养护龄期的增加而降低;在常用的水泥掺入量范围(5%~20%)内,水泥土强度随水泥掺入量增加近似呈幂函数关系增大,水泥土强度与养护龄期的对数近似呈线性关系。基于试验结果,提出一个综合反映水泥掺入量、养护龄期以及孔隙率等因素对水泥土强度影响规律的综合表征参数,水泥加固土和水泥稳定土的强度均与综合表征参数呈幂函数关系。已有研究的试验数据也验证了提出的水泥土强度综合表征参数的有效性。     

置换式水泥土桩长期强度特性试验研究

置换式水泥土桩以独特的优越性在软土地区得以广泛应用,强度特性是水泥土复合体最为重要的力学特性,其中长期强度在工程中须加以重视。本文选用昆明地区的冲洪积黏性土作为水泥土试验原材料,通过室内试验对其长期强度性能进行了试验研究。基于水泥土复合体的无侧限抗压强度试验,得到标准养护下水泥土复合体强度—龄期—水泥掺入比三者的相关关系。研究结果表明:随着水泥掺入比的增加,水泥土复合体无侧限抗压强度明显增大;伴随水土作用和淋溶作用,水泥土复合体强度随龄期的增长呈现出先增长后降低的趋势;并总结得出了由初期强度推算中、后期强度的经验公式。     

废弃橡胶轮胎颗粒混合膨胀土路用性能研究

以废弃橡胶轮胎颗粒作为改良材料,对膨胀土进行改良实验,该研究对废弃橡胶轮胎颗粒混合土进行无侧限抗压、直剪、CBR及扫描电镜试验,研究不同橡胶颗粒掺入量下混合膨胀土的力学特性,研究结果表明:橡胶颗粒的最佳掺量为20%时无侧限抗压强度与剪切强度最大,考虑到经济性,作为路基填料时,橡胶颗粒的最佳掺量不应超过15%;扫描电镜实验结果表明,掺入量在15%~20%之间时粘结程度最高。     

玄武岩纤维橡胶混凝土力学及冻融性能试验研究

通过掺入5%~30%的橡胶颗粒、1~5 kg/m^3的玄武岩纤维,开展了玄武岩纤维橡胶混凝土力学性能及抗冻耐久性能试验研究,分析了不同配比下试件的抗压强度变化规律,探讨了玄武岩纤维、橡胶颗粒掺量对混凝土试件质量损失率、相对动弹性模量的影响。结果表明,掺入橡胶颗粒会导致混凝土抗压强度下降,但玄武岩纤维能保持试件破坏时的整体性;当橡胶颗粒用量较少时,玄武岩纤维的掺入能有效提高试件的抗压强度;橡胶颗粒及玄武岩纤维均能在不同程度上提高混凝土试件的抗冻性能,10%的橡胶颗粒掺量对冻融过程中的质量损失有较好的控制作用,但掺量过多时效果不明显;玄武岩纤维掺量对试件冻融过程中的质量损失、相对动弹模量变化相对不敏感,试件的冻融性质受橡胶颗粒的影响更加显著。     

冻融损伤混凝土力学性能衰减规律

为研究冻融作用对混凝土力学性能的影响,采用快冻法将混凝土盐冻或水冻至不同损伤程度后,测其动弹性模量、抗折强度、抗压强度和劈裂抗拉强度.以动弹性模量为损伤变量,分析了冻融损伤与抗折、抗压强度之间的关系,采用回归分析的方法建立了抗折强度衰减方程.结果表明,混凝土抗压、抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量均随冻融循环作用次数的增加而逐步降低;抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量的衰减速率随冻融循环作用次数的增加而不断增大,但抗压强度的衰减速率则是先增大后减小;在冻融循环次数相同的情况下,含气量越高、水灰比越低,混凝土的强度损失越小,其力学性能损失的大小顺序依次为:抗折强度和劈裂抗拉强度、动弹性模量、抗压强度;冻融损伤与抗折强度的相关性较好,但与抗压强度的相关性较差,当冻融损伤小于40%时,混凝土的抗压强度一般不低于其初始强度的70%.     

融雪与降雨入渗下含盐土遗址的冻融劣化研究

采用含水率、电导率、弹性波速及无侧限抗压强度等指标,结合试样表观及微结构变化研究了含盐土遗址在融雪或降雨入渗的初始条件下经历冻融循环的劣化机制.结果 表明:在冻融循环过程中,试样含水率因融雪与降雨入渗的水分补给及蒸发散失而先增加后减小并趋于稳定,盐分随水分迁移后分别在试样高度5,3.5 cm处富集;水分入渗增加了土粒间...     

混合侵蚀与冻融交替作用下混凝土性能劣化试验

以质量分数为3％的氯化钠和5％的硫酸钠混合溶液为侵蚀介质,采用慢冻法,对立方体抗压强度为54.7 MPa的混凝土试件进行0,100,200,300次冻融循环试验,并测定各组试件的质量损失、抗压强度、相对动弹性模量和应力、应变等试验数据.结果表明:随着冻融循环次数的增多,混凝土试件表面剥蚀加剧,表观质量和相对动弹性模量无...     

橡胶粉透水混凝土早期力学性能及冻融循环性能研究

将20、60、80目三种不同粒径的橡胶粉颗粒分别以6%、8%、12%3种掺量掺入透水混凝土中,通过对透水率、不同龄期的立方体抗压强度、冻融循环试验和微观角度分析,研究了不同粒径和掺量的橡胶粉对透水混凝土各项性能的影响。结果表明:在透水混凝土中掺入橡胶粉,使透水率发生大幅度下降;使早期抗压强度整体呈下降趋势,但橡胶粉掺量为6%80目的透水混凝土28 d抗压强度较普通透水混凝土提升了6.73%;使冻融循环性能得到提高。     

细粒土不均匀分布对粗粒土力学特性的影响

为了研究冻融循环条件下细粒土的不均匀分布特性对粗粒土力学特性的影响,对不同冻融循环次数、冻结温度、围压条件下的含有不同细粒土分布的粗粒土进行常规的静三轴剪切试验,研究冻融循环后具有不均匀细粒土分布的试样的最大剪胀位置、应力–应变关系曲线、起始屈服强度、起始屈服应变、静强度、破坏应变变化规律。研究结果表明,在相同的细颗粒与粗颗粒不均匀分布的条件下,试验后试样的最大剪胀位置随着试样上两层中细粒土含量的增加而沿着试样高度上升,随着冻融循环次数的增加,最大剪胀位置的上升速率是不断增加的。细颗粒与粗颗粒不均匀分布的程度越高,尤其是粗颗粒的富集程度越高,试样的脆性越高,试样的应变软化程度越明显。冻融循环次数的增加,降低了粗、细颗粒较均匀分布的3种试样的应力–应变软化程度的差异性,即冻融循环次数的增加可以使粗颗粒和细颗粒的组合结构趋于稳定。在相同的围压条件下,冻融循环次数的增加削弱了因细粒土不均匀分布而导致的起始屈服强度的差异性和静强度的差异性。试样中的粗颗粒和细颗粒分布越不均匀,试样的起始屈服强度和静强度越大。当围压为100 k Pa时,静强度与起始屈服强度的比值随冻融循环次数波动较大,当围压增加到300 k Pa时,比值随冻融循环次数的波动较为平缓。细粒土不均匀分布是起始屈服应变和破坏应变的最显著性影响因素,但是围压对破坏应变的影响程度明显大于围压对起始屈服应变的影响程度。细粒土不均匀分布对破坏应变影响的显著性明显小于它对起始屈服应变影响的显著性。     

冻融循环过程中混凝土内部微观结构的演变

试验研究了冻融破坏过程中混凝土强度、内部结构的演变规律。试验结果表明:与抗压强度相比,抗折强度、劈拉强度的劣化趋势更明显;冻融破坏使水泥水化产物的结构从堆积状密实体逐步变成疏松状态,气泡壁逐步出现了开裂。从孔径分布情况来看,孔径25~75 nm之间的孔隙所占的比例呈增大趋势。     

Durability of soft clay soil stabilized with recycled Bassanite and furnace cement mixtures

This study examines the wetting–drying durability of soft clay soil stabilized with recycled Bassanite, produced from gypsum waste. Specifically, this study focuses on an investigation of the effects of the moisture conditions on the strength performance and durability of very soft clay soil stabilized with Bassanite and furnace cement mixtures during the wetting–drying cycles, referred to as weathering conditions in this study. Cylindrical stabilized soil specimens were produced and then cured for 28 days. The cured specimens were subjected to different numbers of wetting–drying cycles, and then tested for unconfined compressive strength. The results show that the compressive strength increased with an increase in the Bassanite content for the different wetting–drying cycles investigated. The increase in the Bassanite content is associated with the increase in the dry unit weight, as well as in the decrease in the moisture content of the stabilized specimens for the different wetting–drying cycles investigated. The compressive strength of the soil stabilized with the Bassanite and furnace cement mixtures gradually decreases with an increase in the number of wetting–drying cycles, and the earlier cycles are seen to have a more negative effect on durability than the later cycles. Generally, the influence of the wetting–drying cycles on changes in the strength, durability and volume of the soft clay soil stabilized with Bassanite and furnace cement mixtures is not significant. This is evidence that the use of recycled Bassanite, produced from gypsum waste to stabilize soft clay soil, achieves acceptable durability, raises the strength performance and improves the engineering properties of soft clay soil in a wet environment. In addition, the effective use of gypsum waste contributes to the development of a sustainable society by reducing the huge quantity of solid waste and establishing a sound environment.     

Experimental study on the erosion resistance of rubberized cement-soil

This study examines the effects of granular rubber on the erosion resistance of Cement Soil (CS). Rubber powder was incorporated into CS where the Cement Content Ratios (CCR) of the samples were 10%, 15%, 20% and 25% at five different Rubber Particles Content Ratios (RCR) of 0%, 5%, 10%, 15% and 20%. The main tests included Erosion test, Permeability test and Crystallization test, and theses test results were used to analyze the influence and mechanism of rubber particles on the erosion resistance of CS. Under the action of NaCl and Na₂SO₄ solutions, the mass and unconfined compressive strength of rubberized cement soil (RCS) went up first, and then decreased with the increase of RCR. When the CCR is more than 20%, the increase of CCR has no obvious effect on the strength after the erosion process. The compressive strength was stronger with bigger size of the rubber particles. Under the same depth, the chloride ion content of RCS decreased with the increase of RCR. When the RCR is more than 15%, there is no significant effect on the erosion resistance with adding more rubber particles in CS. The reasons for increasing of erosion resistance of RCS can be summed up into three aspects: blocking capillary action, elastomer action and preventing crack propagation action. The effect of elastomer delays the time of cracks developing of CS. From the SEM test, it can be observed that the rubber powder hindered the development of micro-cracks since it offered adequate restraint to prevent the shorter cracks from propagating. All the above results show that rubber powder can effectively improve the erosion resistance of cement soil.     

棉杆纤维轻量土持水特性与冻融特性研究

针对路面地基换填土层,设计掺棉杆纤维轻量土作为换填材料,开展离心吸力试验与冻融循环试验,研究了轻量土持水特性与抗冻特性。探讨了棉杆纤维轻量土持水特性受水泥含量、棉杆纤维含量的影响规律,全过程含水量随吸力呈"不变-快降"变化,吸力10 kPa为含水量变化拐点;对比得知轻量土与黄土在吸力40 kPa临界点前,黄土含水量高于轻量土,临界点后则相反。研究发现轻量土密度、强度和冻融循环次数呈递减至稳定变化;高冻融循次数下参数稳定,循环次数在前10次时,抗压强度降低幅度为34.2%,之后强度稳定在63.5 kPa。该研究成果可为棉杆纤维轻量土在路面地基中设计应用提供一定参考。