冻融作用下土体无侧限抗压强度变化研究

通过设置不同冻融循环温度和循环次数,开展了冻融循环下原状黄土和重塑黄土的无侧限抗压强度试验,研究结果表明：原状黄土在不同冻融温度下,随着提高冻融循环次数,土体无侧限抗压强度均呈现为持续降低趋势,黄土经过冻融循环后,原本土体结构受到严重破坏,降低了土体的抗压强度,且随着冻融循环温度的降低,黄土抗压强度的损失程度也越来越大;重塑土的无侧限抗压强度变化趋势和原状黄土大致相同,但重塑黄土0次冻融循环时的无侧限抗压强度与各次冻融循环后的强度差距较小,每次循环后的强度波动范围在2～8kPa内;冻融作用下,黄土渗透系数呈现出先增大后趋于稳定的规律,对其渗透系数影响较大的主要在前4次冻融循环。     

冻融过程对土体无侧限抗压强度影响分析

为了研究冻融过程中粘性土的强度变化规律,通过对不同冻融时间(2 h,4 h,6 h)的土体进行了无侧限抗压强度试验,得到了其无侧限抗压强度,并与素土的无侧限抗压强度作了对比,试验结果表明:随着冻融时间的增加,土体无侧限抗压强度呈现三次抛物线下降趋势;土体经过冻融以后随冻融过程的加剧更易达到无侧限应力峰值。     

冻融循环下西安市长安区水泥土室内试验研究

为了研究水泥对黄土强度及其在冻融环境下的影响,选择4个水泥掺量(0,6%,12%,18%),分别冻融0、2、4、6、8 d,测定水泥土的粘聚力、内摩擦角及无侧限抗压强度;结果表明:水泥能有效提高黄土的内摩擦角、粘聚力以及抗压强度随着冻融次数的增加有所降低,其中内摩擦角的变化幅度最小,抗压强度和粘聚力的变化幅度较为明显,且2次冻融下变化最为明显,同时分析其变化机理。     

改良土无侧限抗压强度试件的制作方法对比

对改良土无侧限抗压强度试验的过程进行了介绍,着重对比了采用静压法、锤击法制件的无侧限抗压强度,不同尺寸试件的无侧限抗压强度。结果表明:采用锤击法制件得到的无侧限抗压强度平均值、偏差系数均大于采用静压法制件得到的无侧限抗压强度平均值、偏差系数。对于同一种土样,长柱试件无侧限抗压强度值与短柱无侧限抗压强度值有很好的线性相关性。     

城市污泥固化试验研究

将生石灰和粉煤灰按一定比例掺入到污泥当中,按不同的养护天数,分别对其开展无侧限抗压强度试验。试验确定了无侧限抗压强度与养护天数、添加剂添加比例的关系曲线,本次试验测得,在养护5 d,10 d,20 d,30 d时,5%,10%,20%生石灰和粉煤灰含量的混合物的无侧限抗压强度值。试验显示,由于生石灰和粉煤灰的掺入,混合物的无侧限抗压强度均呈增大趋势,且随着生石灰粉煤灰的含量增大而增大;当养护天数增加时,混合物的无侧限抗压强度也随之增大,若继续增大养护天数,无侧限抗压强度值将会趋于稳定。     

石灰改良黄土路基填料抗冻性能分析

根据现场路基温度和湿度,采用冻胀率试验和冻融循环试验研究了石灰改良黄土路基填料抗冻性能。结果表明:路基土体上部易发生冻结,最低温度和最高含水率分别为-11.3℃和19.3%;石灰改良黄土冻胀率受温度、压实度、含水率及石灰剂量影响,当温度从-3℃降到-6℃时,冻胀剧烈,冻胀量占试样总冻胀量的63%～73%;在冻结温度为-15℃、含水率≥21%条件下,冻胀率与含水率具有良好的线性关系;冻融循环作用下,改良黄土加州承载比(California bearing ratio,CBR)和无侧限抗压强度随冻融作用次数的增加逐渐减小,冻融作用5次后CBR和抗压强度趋于稳定,而石灰剂量为3%的改良黄土冻融作用1次后CBR不满足路基填料设计要求。建议该地区路基填料抗冻性能研究的冻结温度≤-11℃、含水率≥19%,改良黄土石灰剂量≥5%。     

路用泡沫混凝土耐久性研究

分别对路用泡沫混凝土进行循环荷载、冻融循环、海水侵蚀和大气暴露等试验,分析试验前后试件无侧限抗压强度的变化规律,以评价其耐久性。结果表明:循环荷载作用次数、加载幅值和加载均值增加及海水浸泡时间延长时路用泡沫混凝土的耐久性逐渐下降;冻融次数增加时,耐久性则先提高后下降,但荷载和冻融耦合作用时,试件耐久性下降速率明显高于二者单一作用;大气暴露时则是随暴露时间的延长,耐久性先提高后下降,最后基本不变,且试件最终稳定的无侧限抗压强度高于暴露初期强度。为提高路用泡沫混凝土耐久性,建议施工中严格控制其上路面结构的平整度,并加强其28 d后的养护,且对于冻融或海水侵蚀地区应采取措施进行防治。     

温度和含水率对冻结模拟月壤力学性能的影响

为了研究温度和含水率对模拟月壤无侧限抗压强度的影响,采用南京市六合区玄武岩作为模拟月壤材料,开展温度为-5℃、-10℃、-15℃及含水率为2.5%、5.0%、7.5%、10.0%的无侧限抗压强度试验。结果表明,应力-应变曲线均表现为应变软化的特性;无限侧抗压强度随温度的降低而增大,随含水率的增大而增大;当温度为-10℃时,含水率为2.5%,呈脆性剪切破坏特征;含水率在5.0%～10.0%之间,呈现臌胀破坏特征;当含水率一定时,温度越低臌胀越明显。     

磷酸镁水泥固化铜污染土的冻融稳定性研究

为研究重金属污染土的固化强度和长期稳定性,以磷酸镁水泥固化铜污染土为研究对象,进行基于冻融循环次数、磷酸镁水泥掺量、铜离子浓度等因素的强度和扫描电镜试验,给出冻融循环作用下固化铜污染土的无侧限抗压强度特征以及微观机制。研究表明:随着冻融循环次数增多、铜离子浓度的提高及磷酸镁水泥掺量的减少,固化土的无侧限抗压强度逐渐降低。3和12次冻融循环下固化污染土的无侧限抗压强度降低率最小,无侧限抗压强度降低率在冻融循环次数为6～9次时达到峰值。磷酸镁水泥固化低浓度重金属铜污染土的抗冻稳定效果显著,随金属离子浓度的增加固化土的冻融稳定性能降低。基于扫描电镜试验得到固化污染土的微观孔隙结构,当铜离子浓度0.5%且冻融6次时,磷酸镁水泥掺量从5%到20%,微观统计孔隙所占百分比减小17.43%,验证了强度变化机制。研究成果为我国冻土地区的重金属污染场地固化处理的长期稳定性评价提供参考,具有理论指导意义和工程应用价值。     

冻融循环对全尾砂固结体力学性能影响及无损检测研究

尾砂固结排放能有效解决尾砂的处置问题,然而固结后的尾砂堆体多处于地表,其性能受自然环境影响较大.我国北方地区存在广泛的冻融循环现象,冻融作用会影响固结体的强度和声电特性,为探究冻融循环条件下全尾砂固结体损伤状态和机制,以李楼铁矿全尾砂固结体为研究对象,对经历不同冻融循环次数的全尾砂固结体试样进行无侧限抗压强度试验、扫描电镜(SEM)试验、电阻率试验和超声波波速试验,借助Matlab软件二值化数字图像处理技术对试样的表面裂隙进行定量分析,并利用电阻率和超声波检测技术对固结体试样冻融循环损伤进行联合检测.结果表明:随冻融循环次数的增加,固结体的无侧限抗压强度呈指数型减小趋势,冻融循环早期(0～5次)固结体的强度减少量最多;冻融循环对固结体的损伤是逐渐累积的过程,全尾砂固结体表观劣化特征发展过程为:微裂隙萌生→裂隙延伸发展→外表层破坏→内部结构破坏;固结体初始强度越大,表面裂纹数越少;内部微观结构由密实状态向疏松状态转变;固结体无侧限抗压强度与电阻率、超声波纵波波速呈正相关,遵循对数函数关系,建立了强度-电阻率和强度-超声波波速无损检测模型;电阻率和超声波波速能准确全面地评价冻融循环条件下全尾砂固结体的损伤状态.     

影响塑性混凝土强度的因素分析

分析了水泥掺量、水胶比和膨润土与黏土掺量对塑性混凝土无侧限抗压强度的影响,试验结果表明,塑性混凝土无侧限抗压强度随水泥掺量的增加而增大;随着水胶比的增加,强度有明显减小;随着膨润土与黏土的掺入比例增加,塑性混凝土的抗压强度有一定降低。     

棕榈丝加筋红黏土的无侧限抗压强度研究

红黏土是一种典型的特殊土,土体性质极不稳定,特别是遇水强度快速衰减,容易引发地基沉降或边坡坍塌等工程地质灾害。通过开展棕榈丝改良红黏土的无侧限抗压强度试验,研究不同棕榈丝掺量及长度对红黏土无侧限抗压强度的影响。结果表明,随棕榈丝掺量的增大,棕榈丝加筋土的无侧限抗压强度相应增加;随棕榈丝长度的增大,棕榈丝加筋土的无侧限抗压强度先增大后减小,棕榈丝加筋土的最优棕榈丝长度为20mm。棕榈丝可有效控制土体的变形,提高土体的残余强度。     

上海奉贤粉质粘土与水泥加固体的强度试验研究

以上海奉贤区粉质粘土与水泥混合后的加固体为研究对象,对其进行了多组无侧限抗压强度试验,通过对试验数据的整理分析,得出了以下两方面的结果：不同掺量下无侧限抗压强度与龄期的关系;不同龄期的无侧限抗压强度与掺量的关系。     

土壤固化剂稳定粉质黏土性能的试验研究

以河南省境内某段高速公路附近的粉质黏土为原材料,通过室内试验,首先对比了掺或不掺固化剂的情况下,水泥质量分数分别为5%,10%,15%和20%时集合料的7 d无侧限抗压强度,结果表明掺固化剂能明显提高集合料的无侧限抗压强度;其次制备了不同配合比的集合料试件,分析了水泥和固化剂含量对集合料最大干密度、最佳含水量、7 d和28 d无侧抗压强度2、8 d间接抗拉强度的影响,综合试验结果与成本等因素,选定了最优配合比为m(水泥)∶m(固化剂)∶m(粉质黏土)=4∶8∶88;最后,对该最优配合比进行了延迟和干缩等路用性能试验及SEM微观分析,并在某高速公路选取100 m的底基层进行了现场试验和追踪调查,结果表明上述最优配合比集合料完整密实且强度较高,未出现病害,路用性能较好.     

活性MgO碳化固化土的干湿循环特性试验研究

碳化固化技术是一种利用二氧化碳对搅拌有活性氧化镁的土体进行碳化,以达到快速提高强度的低碳搅拌处理软土的创新技术。通过室内试验研究干湿循环对碳化固化土物理力学特性的影响,并与相同掺量下水泥固化土进行对比。结果表明:活性Mg O固化粉土碳化3 h试样的无侧限抗压强度可达5 MPa,粉质黏土碳化24 h试样可达2.6 MPa;干湿循环后碳化固化土的干密度降低,而水泥土干密度基本不变;6次干湿循环后粉土碳化试样的无侧限抗压强度仍然能达到4 MPa以上,为水泥固化粉土强度的2倍,具有较好的抗干湿循环性能;经过6次干湿循环后,粉质黏土碳化试样的残余强度仅为35%,而水泥固化粉质黏土降到65%,表明固化粉质黏土的抗干湿循环性能均较差,且粉质黏土碳化试样的抗干湿循环能力不及水泥固化粉质黏土试样。通过X射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)及压汞试验(MIP)测试表明干湿循环对粉土碳化试样的累计孔隙影响不大,因此粉土试样仍然具有比较大的密实度来保证试样强度;粉质黏土碳化试样因孔隙增加明显而变得疏松,因此强度显著降低。     

黏粒含量对固化淤泥力学性质的影响

采用人工配制不同黏粒含量的淤泥研究黏粒含量对固化淤泥力学性质的影响。研究发现,淤泥中黏粒含量对固化淤泥的力学性质存在显著影响,当水泥量为5.0%时,固化淤泥强度随黏粒含量的增加呈增加趋势;当水泥量高于7.5%时,对于不同水泥量都存在一个对应的适宜黏粒含量CCop,在该黏粒含量时固化淤泥的无侧限抗压强度最大,破坏应变最小。适宜黏粒含量CCop随着水泥量增加而有所增加,但龄期对其没有影响。三轴试验结果发现,当黏粒含量为CCop时固化淤泥黏聚力c达到最大,内摩擦角?则随黏粒含量的增加呈现减小趋势。对于不同黏粒含量下固化淤泥的应力–应变关系的研究发现,当水泥量不超过5.0%时,固化淤泥都表现出理想弹塑性的特性;当水泥量大于5.0%时固化淤泥都存在破坏峰值,表现出脆性破坏模式,而且随着黏粒含量的增加破坏应变先减小后增加;当黏粒含量为CCop时,固化淤泥对应的破坏应变接近最小。因此,当黏粒含量为CCop时,固化淤泥将出现最大强度和最小变形。该研究结果对淤泥固化实际应用中的材料配制具有重要意义。     

改善高塑性有机质红黏土强度试验研究

桂林石灰岩地区其基岩面处的红黏土常处于高塑性状态,含有机质时其强度低。通过对高塑性有机质红黏土的加固试验,研究其在有无外加高效减水剂的情况下,水泥掺量、养护时间及水灰比对其无侧限强度的影响。试验表明:高塑性有机质红黏土在水泥加固条件下,其无侧限抗压强度会随着水泥掺量及养护时间的增加而增加,随着水灰比的提高而减小;高效减水剂能明显提高和改善高塑性有机质红黏土的强度力学性质。该试验研究可为红黏土地区的水泥土加固优化设计及施工提供科学依据,以满足实际工程的需要。     

微生物诱导碳酸钙沉积加固有机质黏土的试验研究

利用尿素水解菌ATCC 11859,开展了不同胶结液浓度下MICP压力灌浆加固有机质黏土的研究试验。通过试验前后试样的无侧限抗压强度、CaCO_3含量、渗透系数、有机质含量以及灌浆过程中流出液Ca~(2+)与NH_4~+浓度的变化,综合评价了MICP压力灌浆加固有机质黏土的效果。结果表明:MICP压力灌浆加固有机质黏土是有效的,处理后试样有机质含量可降低1%～4%,无侧限抗压强度提高可达370%,渗透系数可降低约1个数量级;在本试验的菌液活性(即每分钟水解尿素的量为9.68毫摩尔每升)及浓度(约108 cell/mL)下,胶结液浓度对处理效果有明显影响,提高0.25M胶结液中的urea浓度,可显著提高处理后土体的无侧限抗压强度。     

Ca(OH)2对低掺量水泥土的强度影响

用低掺量水泥加固3种不同的土进行室内试验研究,测试了不同Ca(OH)2掺量及不同龄期下3种水泥土的无侧限抗压强度。分析了随Ca(OH)2掺量的增加,不同龄期的3种水泥土无侧限抗压强度变化规律及原因。试验结果表明：水泥红粘土强度随Ca(OH)2掺量的增加提高最为明显,粉质粘土次之,砂土最弱。分析原因是由于土体的细度对水泥土强度影响较大。土体越细,土体中粘土矿物越多, Ca(OH)2掺量的增加促进了更多的离子交换作用和火山灰作用的发生,从而提高了水泥土强度。试验所用的3种土中红粘土最细,所以水泥红粘土强度随Ca(OH)2掺量的增加提高最为明显。     

黏土触变过程中强度恢复的微观机理

触变性是复杂的流变特性之一,它是指外力扰动导致土体强度衰减,静止后随时间增长逐渐强度恢复的现象。为了探寻黏土触变过程中强度恢复机理,开展了在长达500 d的龄期内,观测湛江黏土扰动后不同静置龄期下的无侧限抗压强度与贯入阻力,分析触变强度的恢复时间与过程,利用触变强度比率评价湛江粘土的触变性。利用扫描电镜与压汞试验,分析不同静置龄期下的结构演变规律。结果表明,湛江粘土具有明显的触变性,扰动后静置500 d后土体持有强度是其扰动后的2.58倍,但触变恢复强度仅占扰动损失强度的21.2%~23.5%。对于高灵敏性、强结构性的地基土,因施工扰动带来的强度损失引发的工程灾害不容忽视。黏土触变过程中的强度恢复主要是颗粒间引力与斥力的相互作用的力场变化使结构有分散趋向絮凝发展所导致,这一过程中结构产生自适应调整,孔隙分布均匀化发展,微观结构向亚稳定结构转变,在一定时期内表现出触变现象。