掺砂水泥固化华南滨海软土的强度和干湿循环特性试验研究

为探索砂粒对水泥固化华南滨海软土强度和干湿循环特性的影响规律,制备了一系列不同掺砂量和掺砂粒径的水泥固化华南滨海软土试样,分别进行无侧限抗压强度试验和海水及淡水条件下的干湿循环试验,同时对加载完毕的试样进行扫描电镜(SEM)测试和X射线衍射(XRD)试验。试验结果表明：掺砂水泥土试样的第7,14,28天无侧限抗压强度随掺砂量的提高而增大,其第28天强度随掺砂粒径的减小而增大;掺砂水泥土试样经历两轮干湿循环后的强度损失率最大达61%,干湿循环导致的强度劣化特性随砂粒径的减小和掺砂量的增大而得到更好的改善,并且,掺砂水泥土试样在淡水条件下的抗干湿循环能力明显优于海水条件。SEM和XRD的测试结果表明：掺砂水泥固化华南滨海软土的作用主要表现在：1)模量替换作用(高模量的砂粒替换小模量的软土);2)砂粒-水泥土界面胶结作用;3)裂纹扩展阻隔作用。     

水泥固化淤泥废弃土作为填土材料的试验研究

现阶段的基坑工程会产生大量的废弃土,为实现固体废弃物的资源化,本文以淤泥废弃土作为研究对象,根据击实特性设置不同的击实度,基于无侧限抗压强度试验和水稳定性试验探讨淤泥废弃土经水泥固化后作为填土材料的可行性。结果表明,在淤泥废弃土中加入水泥后,最大干密度会降低,而最优含水质量分数则相反。水泥固化淤泥废弃土的强度会随着水泥质量分数和压实度的增加而增加。在水泥质量分数低于5%时,水泥固化淤泥废弃土的强度对压实度的降低和浸水条件均比较敏感,会出现明显下降。压实度的提高能明显改善水稳定性,但随着水泥质量分数和龄期的增加,压实度对水稳定性的改善效果会趋于平缓甚至减弱。     

纤维长度对微生物胶结砂力学性能的影响

添加纤维可以提高土的抗裂强度和改善土的延展性。通过在微生物胶结砂中加入0. 2%的聚丙烯纤维,以聚丙烯纤维长度为变量,通过无侧限抗压试验和劈裂试验,从宏观角度分析纤维长度对微生物胶结砂样强度及其延展性的影响,并结合电镜扫描和能谱仪测试,从微观角度分析纤维的影响机制。研究表明:微生物诱导碳酸钙沉淀处理砂柱的无侧限抗压强度、劈裂强度和变形模量在一定范围内随着纤维长度的增长而增大,原因是纤维在固化砂土中随机分布形成网状结构,生成的碳酸钙覆盖在纤维表面,加强了纤维与砂颗粒的黏结,纤维又可增强砂颗粒之间的连接。微生物固化技术与纤维相互作用,从而增强了微生物固化的效果;当纤维增长到一定长度(12 mm,长径比为106. 7)以后,强度开始下降,原因是过长的纤维导致团聚现象的发生,影响了细菌的分布,使得碳酸钙分布不均匀,从而影响强度特性。     

水泥基外掺剂固化南沙淤泥的正交试验研究

淤泥在中国沿海发达城市分布广泛,因为强度较低无法满足工程实际的需要,常常需要用胶凝材料进行加固处理。本文以水泥、石灰、石膏、膨润土和苛性钠为外掺剂,通过正交试验,分析固化后的粘聚力、内摩擦角和抗压强度,获得了南沙淤泥地层固化剂的最优复合配比,为南沙地区淤泥固化剂的工程应用提供了一定的试验依据。     

掺预处理垃圾焚烧飞灰水泥土的抗剪强度和浸出毒性试验研究

对垃圾焚烧飞灰进行水洗和硫酸亚铁预处理,将其掺入水泥固化软土中,通过三轴固结不排水试验和浸出毒性试验研究不同飞灰/水泥配比下所制得试样的抗剪强度和重金属浸出毒性,通过电镜扫描试验分析了掺垃圾焚烧飞灰的水泥土的微观特性,讨论了垃圾焚烧飞灰作为水泥土外掺剂的可行性.试验结果表明:相同水泥掺量下,随着飞灰含量增加,水泥土的抗剪强度增加,致密性和整体性增强.当水泥和飞灰掺量均为10％时,水泥土抗剪强度提高最显著.掺入垃圾焚烧飞灰的水泥土重金属浸出浓度符合《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007).研究成果可为垃圾焚烧飞灰的工程应用提供理论依据和参数支持.     

土体介质强度尺度效应的理论与试验研究

为考虑土体微细观结构特征对其宏观强度特性的影响,根据土颗粒的大小及其连结性状,以一定的尺寸界限将土体分成基体和加强颗粒2种介质,基于应变梯度理论,引入适应基体与加强颗粒变形相容性要求的几何协调微裂纹概念,建立可描述土体强度尺度效应并具有多尺度理论框架的基体–加强颗粒模型。该模型揭示土体的强度与内禀尺度、应变梯度、基体性质以及加强颗粒的粒径和级配有关。设计一系列非饱和重塑土的三轴固结不排水剪切试验以研究土体的强度尺度效应并定量计算反映土体强度尺度效应的内禀尺度参量。试验结果表明：土体的屈服应力随加强颗粒粒径的减小而增加且与加强颗粒含量之间呈线性关系,与内禀尺度之间呈抛物线关系;内禀尺度随加强颗粒的粒径和含量以及基体液性指数的增加而增加且与加强颗粒含量之间呈抛物线关系;土体屈服应力的试验结果与基体–加强颗粒模型的预测结果一致。研究成果对土体的强度理论发展有一定的参考价值。     

不同水泥基外掺剂固化广州南沙有机质软土的对比试验研究

以含5%腐殖酸的南沙重塑软土为研究对象,在水泥掺量为15%的基础上,分别添加石膏、矿渣、氢氧化钠、硫酸钠和萘系高效减水剂五种外掺剂,通过无侧限抗压强度试验和扫描电镜(SEM)分别研究不同外掺剂作用下固化软土强度特性及微观结构特征。试验结果表明:在水泥掺量为15%的基础上,固化效果最好的是外掺5%的石膏,其28 d强度达到0. 8 MPa,相比单掺水泥提高了2. 58倍,随后依次分别是外掺3%硫酸钠、0. 8%氢氧化钠、6%矿渣、1. 5%减水剂。SEM试验结果显示:在水泥基中掺入外掺剂后,南沙水泥土的孔隙度减小,其中外掺石膏孔隙最少,胶结最均匀。不同外掺剂固化后的南沙有机质软土28 d强度均高于0. 4 MPa。     

聚丙烯纤维掺量对水泥土强度特性的影响研究

水泥固化土中掺入聚丙烯纤维,可以对土体强度进行一定的改良。本文以聚丙烯纤维掺量为研究变量,掺入0%、0.1%、0.2%、0.4%的9mm长纤维和15%水泥,制备纤维水泥土,通过无侧限抗压强度试验和常规三轴试验,分析了聚丙烯纤维掺量对水泥土强度特性的影响。试验结果表明:纤维水泥土的无侧限抗压强度随纤维含量的增加而增强,纤维含量对纤维水泥土无侧限抗压强度的提高效果很明显。28d龄期掺入0.4%纤维的水泥土,其无侧限抗压强度是不掺纤维水泥土的1.60倍。纤维的掺入能提高水泥土的峰值应力和增大破坏应变,并且随纤维含量的增加,水泥土的粘聚力逐渐增大,而其内摩擦角却变化不大。纤维水泥土在受压过程中,纤维的掺入能够为土体提供一定的拉应力,从而能在一定程度上阻止试样裂缝的开展。     

微生物固化花岗岩残积土耐崩解性能及抗冲刷性能研究

采用喷洒方式对花岗岩残积土进行表面处理并进行耐崩解试验和抗冲刷模型试验.结合扫描电镜观测和颗粒粒度分析等微观测试技术,研究了喷洒式微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbially?Induced?Calcium?Carbonate?Precipitation?,MICP)表面处理对花岗岩残积土的耐崩解性和抗冲刷性的改善效果...     

生蚝壳作为微生物固化砂土钙源的试验研究

微生物诱导碳酸钙沉淀（microbial induced calcium carbonate precipitation,MICP）是一种新兴的环保地基加固技术,使用该技术需消耗大量化学分析级试剂,如尿素、钙盐等,对环境等造成一定的不良影响。基于利用废弃资源的理念,选取厨余垃圾生蚝壳作为MICP固化砂土钙源,并与用硝酸钙、氯化钙作为钙源进行对比。通过无侧限抗压强度试验、渗透试验、碳酸钙质量分数测试、干密度试验和扫描电镜试验（SEM）等探讨该方法的可行性。试验结果表明,以生蚝壳为钙源的MICP固化砂柱的平均孔径最大,但其表观孔隙率最低,无侧限抗压强度、渗透系数、碳酸钙质量分数、干密度等物理力学指标均优于化学钙。SEM试验结果显示,不同钙源固化砂柱砂颗粒表面均有碳酸钙沉淀生成,生蚝壳钙源获得的碳酸钙沉淀晶体形态是表面比较粗糙,伴有微小孔隙的球体形态;硝酸钙获得的碳酸钙沉淀是介于球状和棱柱体之间的多棱角的簇状;氯化钙获得的碳酸钙沉淀呈现颗粒相互交错堆积的簇状。