刺槐豆胶改良黏土强度抗压抗拉力学特性试验研究

为了研究刺槐豆胶改良黏土强度的效果,对不同养护龄期、刺槐豆胶掺量的改良黏土分别进行无侧限抗压强度试验以及抗拉试验研究。结果表明:刺槐豆胶的掺入可以显著改善黏土的抗压和抗拉性能。当养护龄期一定时,随着刺槐豆胶掺量的增加,改良黏土的抗压和抗拉强度均呈增长趋势,通过对比可知,刺槐豆胶的最优掺量为2%,试样的抗压和抗拉强度的最大值分别提升至425.74及234.61 kPa,与素土相比均提高约1.8倍;当刺槐豆胶掺量一定时,养护龄期对改良黏土的抗压、抗拉强度也有一定的影响。在刺槐豆胶掺量相同的条件下,养护龄期为7 d时,试样抗压、抗拉强度提升量最大,最大提升量分别为68.12 和34.39 kPa。刺槐豆胶在土体表层形成一层胶质薄膜,并利用自身延展性填充土颗粒间孔隙,改善了土体的粒间结构,增强土体的稳定性,从而提升黏土的强度特性。随着养护龄期的增加,胶质薄膜逐渐收缩,使土体颗粒排列更加紧密,进而提高改良黏土体的无侧限抗压强度及抗拉强度。     

黄原胶复合掺砂黏性土抗裂性能及其机理研究

采用黄原胶对掺砂黏性土进行复合改良，通过一系列不同黄原胶和砂粒含量条件下的干燥开裂试验，分析土体表层裂隙特征，探究不同黄原胶和砂粒含量对土体抗裂性能的影响，并对抗裂机理进行较深入的分析。研究结果表明：黄原胶和砂粒作为添加剂均能在一定程度上抑制裂隙发育，在二者共同作用下的土体具有更好的抗裂性能。当黏性土试样中黄原胶含量由0增加至0.25%时，其裂隙率由11.586%减小至0。当掺砂率小于30%时，土体开裂受影响较小，无黄原胶试样裂隙率在10%~14%之间，掺砂率增大至70%时，裂隙率降低至1.412%；0.15%黄原胶复合掺砂土样无开裂迹象。黄原胶能够增强黏土颗粒间的粘聚作用，与砂土颗粒胶结固化形成稳定结构，提升土体抵抗断裂的能力，从而达到增强黏性土抗裂性能的目的。     

硅酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系的干燥收缩开裂分析

目的研究硅酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系的抗开裂能力.方法通过实验测定了硅酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系的自由干燥收缩应变和在环形约束条件下的受限干燥收缩应变随龄期的发展,并测试了环形试样的开裂时间及初始裂纹宽度.结果相同水胶比条件下,试样的自由干燥收缩应变随粉煤灰粉煤掺量的增加而增加;粉煤灰掺量为40%和60%时,试样的受限干燥收缩应变大于硅酸盐水泥体系,粉煤灰掺量为20%时,试样的受限干燥收缩应变与硅酸盐水泥体系的发展相近.试样的开裂时间在水胶比为0.28条件下随粉煤灰的掺量的增加而增加,在水胶比为0.50条件下,粉煤灰掺量40%时最长.相同水胶比时,粉煤灰掺量超过一定量时初始裂缝宽度下降.结论从受限状态下的环形试样的开裂时间可以看出,在较低的水胶比条件下粉煤灰提高复合胶凝材料的抗开裂能力较明显.     

水泥外加剂对红黏土强度的影响

对桂林市雁山区某工地红黏土进行烘干,分别在不同水泥掺入比以及不同含水率下进行快剪试验。为找出水泥改良红黏土的最佳条件,研究了相同含水率条件下,红黏土的抗剪强度与水泥掺量的关系;相同水泥掺量条件下,红黏土抗剪强度与含水率之间的关系。试验表明,相同含水率下,水泥土的抗剪强度随水泥掺入比的增加而增大;而在相同水泥掺入比情况下,水泥土的抗剪强度随含水率的增加而减小。将试验数据进行直线拟合绘制图表分析,以此来找出较为合适的水泥掺量及含水率。结果表明,水泥掺入比在９％ ～１３％,含水率为４０％时,土的抗剪强度增加最为明显。     

剑麻纤维复合黏土基材与底面力学耦合特性试验研究

土-岩界面是岩质边坡客土修复中常见的二元地质结构,基于纤维加筋技术,对纤维复合黏土基材与底面耦合稳定性展开研究,通过开展滑动摩擦试验,研究含水率、剑麻纤维含量等变量对接触界面土体滑动过程的影响,与微观分析相结合,探究剑麻纤维对黏土的改良机理。研究结果表明：（1）随含水率的增加,试样的动摩擦系数平均值呈先增大后减小的变化趋势;临界摩擦角α均随试样含水率的提高先增大到最大值,而后呈减小的趋势。当试样含水率位于塑限、液限之间时,存在最优含水率值使动摩擦系数与临界摩擦角达到最大值,此时黏土试样的黏附效果最优;（2）随着纤维掺量由0%增至1.2%,试样的动摩擦系数平均值及临界摩擦角呈先增大后减小的变化趋势;剑麻纤维的掺入能有效提高试样抗滑破坏能力,但会随着纤维掺量增加加固效果会减弱,试验中剑麻纤维掺量为0.8%时纤维复合黏土与亚克力板接触界面的耦合效果最佳。     

粉煤灰改良膨胀土抗剪强度室内试验研究

以宜昌市某公路沿线的膨胀土为原材料,采用宜昌热电厂产生的粉煤灰为外掺剂,在室内进行直接剪切试验,观察不同掺灰量对改良膨胀土的抗剪强度指标的影响规律.研究结果表明,掺粉煤灰改良膨胀土能提高膨胀土的抗剪强度,掺入粉煤灰之后,内摩擦角增大,黏聚力降低.掺粉煤灰改良膨胀土提高膨胀土的抗剪强度主要靠提高内摩擦角来实现.随着掺入粉煤灰量的增加,改良膨胀土的内摩擦角先增大后减小,当掺灰量达14％时,内摩擦角达到最大值.随着掺人粉煤灰量的增加,改良膨胀土的黏聚力逐渐降低,降低的趋势先快后慢.随着掺入粉煤灰量的增加,改良膨胀土的抗剪强度先增大后减小,当掺灰量达到14％时,抗剪强度达到最大值.结论为：掺灰量达14％时,改良效果最好.     

干湿循环下木质素改良粉土抗剪强度特性

为克服粉土强度低、干湿循环性能差的特点,同时解决固体废弃物木质素的资源化利用的问题,将木质素掺入粉土中,形成木质素改良粉土。为研究木质素改良粉土抗剪强度特性及干湿循环性能,对经历干湿循环后的木质素改良粉土进行直接剪切试验和X射线衍射试验,研究了木质素掺量0、2%、5%、8%、12%、15%和干湿循环0、1、2、3、4次对改良土抗剪强度特性的影响。结果表明：掺入木质素可以显著提升粉土的抗剪强度及干湿循环性能;一定干湿循环次数下,改良土的抗剪强度及黏聚力随着木质素掺量的增加先增大后降低,内摩擦角随着木质素掺量的增加先快速增大后基本不变;当木质素掺量为8%时,改良土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角最高。改良土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角均随着干湿循环次数的增加而降低,当木质素掺量为0时,纯土试样经过1次干湿循环即崩解,强度损失率为100%;当木质素掺量为8%时,改良土的强度损失率最低,黏聚力及内摩擦角的降低幅度均较低。X射线衍射试验表明,木质素掺量为8%时,石英、方解石、白云石含量最高,黏土矿物含量较高,钠长石含量最低,这是造成改良土强度及干湿循环性能提升的直接原因。结果显示,当木质素掺量为8%...     

橡胶颗粒及EICP技术改良黄土动力特性试验

为探究橡胶颗粒及脲酶诱导碳酸钙沉淀（EICP）技术对黄土动力特性的改良效果,以西安地区黄土为研究对象,分析了仅掺橡胶颗粒和橡胶颗粒联合EICP技术两种改良方式下不同橡胶掺量、橡胶粒径及围压对改良土动强度、动剪切模量及阻尼比的影响,并对其加固机理做出阐述。结果表明：相比于素土,适当掺量的橡胶颗粒能有效改善土体孔隙结构,提高土体骨架,但不同粒径橡胶颗粒在土体中的分布形式及作用形式均不相同,因此两种改良方式下,试样动强度随橡胶掺量的增加先增大后减小,随橡胶粒径的增大先减小后增大,随围压的增大而增大;动强度峰值所对应的橡胶掺量为7%。考虑到不同掺量及不同粒径的橡胶颗粒均对EICP技术起抑制作用,导致生成碳酸钙晶体的沉淀量及碳酸钙晶体在土体中的分布形式存在差异,因此动强度增长率随橡胶掺量的增加而减小,随橡胶粒径的增大先增大后减小,且当橡胶粒径为(1, 2] mm时,试样动强度增长率峰值为29.51%。橡胶颗粒及EICP技术均对黄土动力特性有较大影响,试样动剪切模量随橡胶掺量的增加而减小,随橡胶粒径的增加先减小后增大,随围压的增加而增大;动剪切模量比的变化规律可用修正的Hardin–Drnevic...     

黄原胶改良黏土无侧限抗压强度及其加固机理研究

采用天然黄原胶对黏土进行加固,通过一系列无侧限抗压强度试验,对不同养护时间和黄原胶掺量条件下改良黏土的无侧限抗压强度特性进行试验研究,并对其加固机理进行较为深入的分析。试验结果表明：黄原胶作为添加剂可以在很大程度上提高黏土的无侧限抗压强度;随着黄原胶掺量和养护时间的增加,改良黏土试样的抗压强度也随之增加,并最终趋于稳定;黄原胶改良黏土的最适宜掺量是1.5%,最佳养护时间是14 d,当养护时间为14 d时,黄原胶掺量0.5%、1.0%、1.5%和2.0%的改良黏土样抗压强度相对素土样分别增加13.43%、20.85%、29.87%和34.70%。黄原胶基质通过增强黏土颗粒相互间的粘聚作用,增强了土样的整体性,从而达到增强黏土样抗压强度的目的。     

稻壳灰固化红黏土的路用性能及微观机理

为响应建设节约的发展思路，向红黏土中掺入稻壳灰，并通过一系列实验探讨稻壳灰对红黏土力学性能的影响，分析稻壳灰对红黏土的微观作用机理。试验结果表明，掺入稻壳灰后红黏土液塑限变化较小；其最优含水率与渗透系数随稻壳灰掺量的增加而增高，最大干密度降低；掺入稻壳灰的红黏土抗压强度随掺量的增加呈先增后减的趋势，当稻壳灰掺入量为15%，养护时间为28 d时达到最大值。电镜扫描试验发现：稻壳灰表面覆盖大量的胶凝物质，红黏土结构密实性相应提升。用稻壳灰改良红黏土能节约路基的建设成本，同时也有利于保护环境，实现资源的可持续利用。     

小尺寸土样整体收缩对裂隙发育的影响

垃圾填埋场中压实黏土衬垫会在天然的干湿循环过程中产生裂隙,从而对土体的渗透性造成影响。选取一种高岭土在直径为6.18 cm、高为4 cm的小环刀内制样,发现随脱水时间增加,整体收缩逐渐影响裂隙生成的现象;在不同温度、干湿循环次数的条件下对试样进行裂隙生成试验,研究小尺寸试样的整体收缩对表面裂隙发育的影响,并提出有效裂隙率的概念。结果表明:小尺寸试样随脱水时间的增加极易发生整体收缩,约束表面裂隙生成,最终导致试样沿侧面发生环状破坏;在高温脱水条件下对试样进行适量次数的干湿循环,可以降低整体收缩对开裂产生的影响。     

应力吸收层沥青混合料的半圆弯拉试验参数

针对应力吸收层组成材料及结构受力的特殊性,探索一种与之相匹配的低温抗裂性能的评价方法具有重要意义。在比较分析已有的沥青混合料低温抗裂试验方法的基础上,得出半圆弯拉试验方法用于评价应力吸收层混合料低温性能的合理性及优越性。采用三维有限元方法,建立带缺口的半圆弯拉试验模型,进行各试验参数下的应力分析。结果表明:试件的最佳厚度为50mm,底部拉应力基本上趋于稳定,受外部影响不大;随缺口宽度的增加,缺口处底部拉应力逐渐减少,基本上成线性关系,缺口宽度的最佳尺寸1.5mm;随缺口深度的增加,缺口处底部拉应力逐渐增大,在小于20mm时成线性增加,支座间距宜为0.8倍试件直径。     

土体干缩裂隙发育过程及断裂力学机制研究进展

土体干缩开裂是一种常见的自然现象,能极大弱化土体的工程性质,是许多岩土、水利和地质工程问题的直接诱因。然而,目前学界关于干缩裂隙的发育机理尤其是裂隙现象中蕴含的力学机制尚缺乏深入认识,重视程度严重不够。基于国内外近些年来围绕土体干缩开裂所开展的研究,着重对裂隙发育机理和断裂力学理论的应用进行了系统的归纳和总结,并基于当前的研究不足,提出了今后的研究重点和方向。结果表明:①蒸发为土体干缩开裂的前提,对于初始饱和的土体而言,土体开裂发生时仍处于饱和状态,水分蒸发处于常速率阶段,此时对应的含水率为临界含水率;②土体发育干缩裂隙是内部应力作用的结果,在干燥过程中,基质吸力引起的张拉应力达到或超过抗拉强度时,土体发生开裂,因此,基质吸力和抗拉强度是影响土体开裂的两个关键力学参数;③土体开裂与体积收缩密切相关,收缩是土颗粒在张拉作用下发生移动的宏观表现,可以分为正常收缩、残余收缩和零收缩阶段,且大多数裂隙发生在正常收缩阶段,少部分发生在残余收缩阶段,体积收缩为开裂提供了空间,因此,收缩是裂隙形成和发育的必要条件;④断裂力学是研究土体开裂破坏的主要工具之一,运用断裂力学对土体裂隙发育过程进行解释一般有两种途径,即从应力的角度和从能量的角度,涉及的土体断裂力学参数包括应力强度因子、断裂韧度和能量释放率,是用来判断土体是否开裂以及什么时候开裂的有力依据;⑤用于测定土体断裂参数的方法主要有三点弯曲断裂试验和直接拉伸试验,以及基于这两种方法改进的试验方法。     

轨道交通U形梁底板横向抗裂及预应力布置研究

针对目前轨道交通U形梁底板横向仅布置普通钢筋的构造特点,为了提高轨道交通U形梁底板横向抗裂性能和安全性能,以青岛地区某无砟轨道交通U形梁为研究对象,采用有限元仿真分析方法,研究U形梁底板横向抗裂和应力分布,并提出一种横向预应力布置方式。研究结果表明:跨中底板的横向拉应力主要由自重和设计荷载引起,而梁端底板的横向拉应力则受纵向预应力、自重等多因素影响。设计荷载作用下,结构最大横向拉应力为1.71 MPa;在1.3倍超载作用下,最大横向拉应力达到2.04 MPa,超过规范要求,结构安全储备较低,横向抗裂性能较弱。布置横向预应力后, U形梁跨中底板底面横向拉应力明显减小,达到-0.117 MPa,且拉应力的分布趋于均匀,结构安全性显著提高。研究结果可为U形梁底板抗裂及横向配筋设计提供借鉴。     

绿色混凝土早期抗裂性能研究

试验采用大掺量矿物掺和料以及聚羧酸高效减水剂,研究了绿色混凝土的早期抗裂性能.结果表明：随着胶凝材料用量的增加,裂缝面积及最大裂缝宽度增大;同胶凝材料用量时,单掺矿粉系列混凝土的开裂面积达到单掺粉煤灰系列的2～4倍,最大裂缝宽度约达到粉煤灰系列的2倍;提高水泥用量或复掺超细矿粉时,混凝土强度提高,但早期抗裂性能降低;复掺抗裂防水剂时,早期养护不充分条件下,混凝土的抗裂性能显著降低;早期养护对绿色混凝土的抗裂性能有较大的影响,实际生产中采用绿色混凝土,将表现出优异的抗裂性能.     

再生粗骨料粒径对再生混凝土早期开裂影响研究

采用平板约束试验方法,对5~15 mm、15~25 mm、25~31.5 mm三种级别再生粗骨料粒径的再生混凝土(RC)和粉煤灰再生混凝土(FRC)分别进行早期抗裂性能(龄期:0~24 h)试验研究。研究结果表明:在三种粗骨料粒径级别范围内,25~31.5 mm级别再生混凝土试件的早期开裂损伤最小;而对粉煤灰掺入量为15%的粉煤灰再生混凝土来说,粒径级别为15~25 mm的早期开裂损伤最小,表明粉煤灰掺入量与粗骨料粒径之间存在一个优化掺入量,在这个优化掺入量情况下,粉煤灰再生混凝土的早期抗开裂性能能够达到比较理想的效果。     

人工制备土的结构性及其对应变局部化的影响

采用人工制备土方法和固结不排水(CU)剪三轴试验开展研究. 通过在宁波滨海粉质黏土中加入少量水泥和盐粒构造多组结构性强弱不同的人工结构性土,固结不排水剪三轴试验结果表明：水泥掺量为2%的试样的结构性与宁波原状粉质黏土最为接近,达到了利用人工制备结构性土来模拟原状土的效果. 随着水泥掺量的增加,人工结构性土的有效黏聚力近似呈指数形式增长,有效内摩擦角没有明显变化,初始变形模量增大. 在相同围压下,随着土体结构性的增强,试样更易发生应变局部化并出现剪切带破坏;应力-应变曲线出现软化,峰值点应力增大且对应轴向应变呈减小趋势. 对于同一种土体,结构性差异对剪切带倾角值影响不大,Mohr-Coulomb理论对剪切带倾角的预估值与实测值较为吻合.