粘土水泥浆液的压滤效应及其对强度的影响

为了解粘土水泥浆液的压滤效应及其对浆液结石强度影响,研制了一种压滤效应模拟试验装置,并进行了一系列试验,结果表明:压滤系数对灌浆压力、粘土掺量和地层渗透系数的标准回归系数分别为1.32、1.11和0.4。浆液压滤过程呈现两个不同阶段,初期压滤曲线呈线性变化,后期压滤曲线呈指数变化。粘土水泥浆液相对于水泥浆液,压滤时间更长,滤水量稍有不同,压滤曲线分界点对应的压滤时间更短,压滤系数在0.1左右。粘土水泥浆液在压滤作用下具有良好稳定性;压滤效应对浆液结石强度影响显著,早期强度尤为明显,增长高达300%,终期强度增长近100%。此外,粘土水泥浆液灌浆设计时浆液配比选择应考虑压滤效应下的结石抗压强度。     

黏土水泥浆材抗溶蚀性能试验研究

为研究黏土水泥浆材结石抗溶蚀性能,采用自制的压滤装置进行了注浆模拟试验,采用浸析法测得不同压力下注浆结石的CaO累计溶出量,并结合扫描电镜照片和吸水动力学法研究不同黏土掺量下结石的孔隙结构。结果表明:黏土水泥浆材水灰比越大,结石的CaO累计溶出量越小;速凝剂掺量越高,CaO累计溶出量越大;黏土掺入水泥浆液能改善结石的孔隙均匀性,减小速凝剂的不利影响;考虑压滤效应时,黏土水泥、纯水泥结石的CaO累计溶出率分别减小5%、1.4%左右,黏土水泥比纯水泥浆材结石的抗溶蚀性能提高更明显。为获得良好的抗溶蚀性能,工程实践使用黏土水泥浆材灌浆防渗,黏土的掺量不宜超过45%,速凝剂掺量不宜超过1%。     

采空区超细粉煤灰注浆充填材料正交试验及回归分析

注浆法处理煤矿采空区,浆材的选择至关重要。通过正交试验的方法,测试大掺量超细粉煤灰条件下水泥粉煤灰注浆材料的各项物理力学性能,讨论了不同水固比、固相比、水玻璃掺量对浆液凝结时间、析水率、结石率以及不同龄期无侧限抗压强度的影响。结果表明:水固比对浆材各项性能的影响最为显著,固相比其次,水玻璃掺量最小;各配比浆液结石体28 d的抗压强度一般＞1 MPa,且后期强度仍持续增长,90 d强度较28 d强度提高了60%以上。通过曲线拟合的方法,得出抗压强度随配比的回归公式和随龄期的预测公式,为工程注浆施工提供参考依据。     

冻融循环对玄武岩纤维水泥土力学性能的影响试验

对素水泥土及玄武岩纤维水泥土进行了冻融循环作用前后的无侧限抗压、劈裂抗拉试验,探讨并对比了冻融循环次数、养护龄期、水灰比、纤维掺量等因素对两种水泥土力学性能的影响规律。结果表明:掺入玄武岩纤维后水泥土的冻融强度损失率降低;水泥土的冻融强度损失率随水灰比的增大而增大,随龄期的增大而减小;冻融后水泥土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度与其受到的冻融循环次数之间的关系可用双曲线拟合;水泥土的劈裂抗拉强度与无侧限抗压强度的比值在14%～17%之间。     

渭河淤泥再生轻量土强度密度变化规律预测

为了合理利用高含水量淤泥与废弃泡沫塑料,以渭河淤泥为原材料制成轻量土,通过密度试验和无侧限压缩试验,分析密度、无侧限抗压强度与水泥掺量、泡沫塑料掺量、龄期的关系,并建立配方公式。结果表明:轻量土密度主要受泡沫塑料掺量影响,随着泡沫塑料掺量的增加轻量土密度减小,理论密度与实测密度之间误差较小;轻量土的无侧限抗压强度受泡沫塑料掺量、水泥掺量、龄期影响,无侧限抗压强度随着水泥掺量的增加而增大,随着泡沫塑料体积比的增大而线性减小,随着龄期的增加而增大,但龄期60 d以后强度基本稳定;综合考虑密度、强度的影响因素,固定含水量为92.04%和龄期为28 d,利用线性关系拟合法和指数关系拟合法,建立了两种经验配方公式。     

压滤作用对水泥浆液结石强度影响研究

水泥浆液结石体抗压强度是评价灌后被灌岩土体力学性能、耐久性等灌浆效果的重要因素,也是水灰比、浆液级配、屏浆时间等施工参数选择的重要依据。压滤效应贯穿整个灌浆过程,对浆液结石体抗压强度影响显著。目前业内主要采用的室内成模强度测试方法忽略了灌浆压力、排水条件、地质条件等因素对浆液结石体的影响,不能反映压滤效应在灌浆过程中的作用,难以获得不同压滤强度作用下水泥浆液的凝结过程和结石体的最终抗压强度。为分析压滤效应对灌浆效果的影响,本文以系列室内试验和构建的水泥硬化浆体结构为基础,建立了水泥浆液结石体抗压强度的计算模型,分析了不同条件下的压滤作用效果,结果表明:经压滤作用后水泥浆液结石体强度均有不同程度的提高,约为不考虑压滤效应结石体强度的2～5倍;强压滤作用下浆液水灰比对结石体强度影响不大;不同水灰比浆液的最终抗压强度与压滤强度的对数成线性关系。     

粉煤灰改良膨胀土强度及膨胀特性试验研究

为探讨粉煤灰对膨胀土膨胀及强度特性的改良效果,对粉煤灰改良膨胀土进行无侧限抗压强度等一系列试验。研究结果表明,掺入粉煤灰能有效抑制膨胀土的膨胀特性;未经养护土样,粉煤灰掺量对其无侧限抗压强度影响不明显,而在7d和28d的养护条件下,随粉煤灰掺量增大,均呈增大趋势;以粉煤灰掺量6%为例,研究龄期为0~180天8个试样的无侧限抗压强度,发现龄期与抗压强度呈良好乘幂关系。     

水泥搅拌桩力口固有相质土效果及改良措旋实验研究

地基土有机质的存在影响水泥的水化反应,不利于水泥加固土强度增长。通过室内试验,研究水泥掺量、外加剂、龄期对有机质土中水泥土搅拌桩无侧限抗压强度的影响规律。研究结果表明,提高水泥掺入量、添加减水剂和石膏粉可以提高水泥土搅拌桩无侧限抗压强度;水泥土试件无侧限抗压强度随龄期增长而增大,14d龄期与28d龄期无侧限抗压强度之比约为0．85。     

南水北调东线疏浚淤泥固化力学性质试验研究

为了处理南水北调东线工程中产生的大量疏浚淤泥,采用固化方法对其进行改良,进行了室内试验研究。结果表明,添加水泥处理高含水率疏浚淤泥时,淤泥固化土强度受初始含水率影响较大,且影响淤泥固化土的强度因素包括：水泥掺量、水泥强度等级、龄期等因素;淤泥掺加不同强度等级而形成的淤泥固化土无侧限抗压强度随水泥用量增大而增大,随龄期的增长而增长;龄期对淤泥固化土无侧限抗压强度的提高比水泥掺量的影响更为显著;运用52.5等级普通硅酸盐较32.5等级普通硅酸盐水泥固化后对强度提升效果较为显著。     

引江济淮白山船闸水泥土强度试验

智能化双向搅拌桩技术在引江济淮白山船闸工程中得到了推广应用，为研究白山船闸水泥土的强度变化规律以及新技术应用效果，通过制备不同形状、水泥掺量和龄期的水泥土试样，进行无侧限抗压强度试验和三轴不固结不排水试验，获得水泥土的应力应变关系、抗压强度及抗剪强度参数。室内试验结果表明：水泥土应力-应变关系为应变软化型，无侧限抗压强度随水泥掺量、龄期的增长而增大，与龄期对数近似呈线性关系；90 d龄期的圆柱体试样强度比立方体试样高约13%;变形模量与无侧限抗压强度的比值在55.6～96.2之间，受龄期影响较大；黏聚力与无侧限抗压强度呈近似线性增长关系，内摩擦角范围为22°～33°。现场芯样强度达到室内水泥土强度的70%以上，智能化双向搅拌技术能够在一定程度上改善搅拌桩成桩质量，采用强度比值的拟合关系式有利于弥补室内与现场水泥土的强度差异。扫描电镜(SEM)结果从微观角度揭示了水泥土的强度增长机理。研究成果可为类似工程研究提供依据。     

黏粒含量对花岗岩残积土渗透与强度特性的影响

花岗岩残积土由于强度较高,常常用于高速公路路基的填方,但花岗岩残积土具有较强的渗透性,抗冲刷能力较差,在多雨季节施工,雨水冲刷会对填方质量产生较大的影响。通过对不同红黏土掺量的花岗岩残积土进行渗透试验和无侧限抗压强度试验,研究红黏土掺量对花岗岩残积土的渗透系数和无侧限抗压强度的影响趋势;在室内试验的基础上选取具体工程进行填方对比试验。研究结果认为:花岗岩残积土的渗透系数随着红黏土掺量的增加而减小;无侧限抗压强度随着红黏土掺量的增加而增大;花岗岩残积土中红黏土的最优掺量是40%,具体工程中采取2车花岗岩残积土加1车红黏土的“3+2”混合填料法能达到较好的填方效果。研究结果为花岗岩残积土地区工程建设的基础材料填筑与加固提供参考。     

水泥红黏土力学性能试验研究

针对红黏土这种特殊土质,研究了水泥掺量、龄期、Ca(OH)2掺量等对水泥红黏土无侧限抗压强度的影响。结果表明:水泥红黏土的无侧限抗压强度随着龄期的延长而增强;水泥土无侧限抗压强度随着水泥掺量的增加逐渐增强,15%的水泥掺量为最优掺量;Ca(OH)2对水泥红黏土无侧限抗压强度影响较大,随着Ca(OH)2掺量的增加强度增强。     

水灰比和偏高岭土掺量对硫铝酸盐水泥基材料性能的影响

为了研究水灰比和偏高岭土掺量对硫酸铝盐水泥的流动度、收缩率和力学性能的影响,以龙门石窟裂隙防渗的灌浆工程为例,开展流动性试验、力学性能试验及干缩性能试验。结果表明硫铝酸盐水泥初始流动度大小与水灰比、偏高岭土掺量均成正比;水灰比越高,微膨胀率越低,甚至出现一定收缩,整体上膨胀率随偏高岭土掺量增大而变大;抗压强度大小与水灰比、偏高岭土掺量均成反比;7 d的抗折强度随偏高岭土掺量增大而减小,养护28 d的抗折强度恰恰相反;抗折强度随水灰比的增大而减小,且回落幅度相对较大;黏结强度随水灰比先增大后减小,随偏高岭土掺量增加,黏结强度整体上有所增加,在水灰比为0.5时,出现1个峰值。 试验结果可为龙门石窟的现场灌浆试验提供理论依据,也可为同类石质文物的灌浆修复研究提供参考。     

洞庭湖区掺粉煤灰水泥土性能试验研究

采用粉煤灰代替部分水泥作为胶凝材料的水泥土桩法,近年来逐渐在软弱地基的加固处理中得到应用。针对洞庭湖区湖泊相淤泥质软弱地基加固处理问题,结合该区域某分洪闸地基处理工程,在室内开展了不同粉煤灰掺量的水泥土试件的无侧限抗压强度、含水率以及中心部位土样溶液pH值的测定试验,然后探讨建立了不同粉煤灰掺量的水泥土无侧限抗压强度的组合指数式模型。研究结果表明:水泥土试件无侧限抗压强度在60 d龄期前随着粉煤灰掺量的增加而降低,但在90 d龄期时,不同粉煤灰掺量的4组试件强度值较为接近;水泥土试件含水率在28 d龄期之后随着粉煤灰掺量的增加而增加;水泥土试件中心部位土样溶液的pH值始终随着粉煤灰掺量的增加而降低;采用组合指数式强度模型能较好地描述粉煤灰掺量和龄期对水泥土无侧限抗压强度增长规律的影响;通过对不同粉煤灰掺量水泥土桩方案进行比选,建议洞庭湖区水泥土中粉煤灰掺量应在20%左右为宜。     

大任水库土坝劈裂灌浆防渗设计

介绍了大任水库土坝劈裂灌浆的布孔设计、灌浆材料的选择、灌浆方法、灌浆压力、浆液浓度及变浆原则以及施工中出现的“异常”现象分析及处理方法。在浆液设计中采用粘土比例占 70 %～ 90 %的粘土水泥浆 ,不仅降低了防渗体的弹模值 ,而且达到了良好的防渗效果     

不同水泥掺量的水泥土无侧限抗压强度预测

为了解高水灰比时水泥土搅拌桩墙施工中的水泥土强度情况,通过室内无侧限抗压强度试验,对不同掺量、不同龄期下水泥土的强度特性进行了分析,并推导出了基于水泥掺量的强度预测经验公式。分析表明,相同龄期下,可由经验公式根据某一掺量的水泥土强度直接预测另一掺量时的强度,这对实际工程中的设计施工与质量控制具有积极指导意义。     

新型粘土浆结构剂的研究与应用

采用粘土水泥浆在大体积坑洞及溶洞充填,为克服结石体抗压强度较低、水泥耗量较大的缺点,在综合现有土壤固化剂的基础上,研究开发了一种低耗能、低碳、低成本的新型粘土浆结构剂。同时介绍了新型粘土浆结构剂的研究方法、试验手段、材料性能以及与水泥作为固化剂时的强度对比,并提供工程实例应用,供类似工程参考。     

加重微粒混凝土模型材料力学特性试验研究

针对模型结构自身质量损失过大而导致的惯性力失真效应等问题,为准确了解模型试验中加重微粒混凝土的力学性能、合理选取结构相似材料,基于正交试验方法,以水灰比、骨胶比、细砂率、重率及石灰比为考量因素,通过密度测试、强度测试和弹性模量测试对该材料进行了研究,借助直观法和方差法对试验结果进行了分析,初步获得了模型材料原料组成对该种材料强度特性的影响规律。结果表明: 原料组份变化对模型材料的物理力学指标及力学特性具有明显影响,极差法和方差法的分析结果大致相同; 重晶石砂在微粒混凝土模型材料中的应用效果较好,重率为调节材料密度的主控指标,并且能够实现材料其他力学参数的稳定调节; 水灰比与抗压强度和弹性模量负相关,增大水灰比将致使抗压强度和弹模迅速降低。试验结果为进一步研究模型试验中结构微粒混凝土材料的制备提供了参考。