玄武岩纤维加筋膨胀土强度的试验研究

对掺入玄武岩纤维的膨胀土进行力学试验,研究玄武岩纤维加筋膨胀土强度的变化。将4种不同含量(0%,0.1%,0.3%和0.5%)的玄武岩纤维掺入膨胀土中制取试样进行室内试验。试验结果表明:加筋膨胀土的抗剪强度和无侧限抗压强度随着养护龄期的增加均有所增加,其最佳养护龄期为14d、最佳加筋率为0.3%;掺入玄武岩纤维可有效提高膨胀土的延性并有效降低膨胀土的膨胀率。     

玄武岩纤维改良膨胀土的试验研究

以河南南阳某公路的膨胀土为研究对象,在实验室通过试验得到改良膨胀土的最优二灰比,在此基础上以不同的玄武岩纤维掺入量和养护周期为变量,通过击实试验、胀缩试验、无侧限抗压强度实验以及直接剪切试验研究膨胀土各个指标的变化规律。结果表明:掺入玄武岩纤维后膨胀土的膨胀量和膨胀力随玄武岩纤维掺入量的增加呈减小趋势,在掺入量为0.3%左右膨胀量和膨胀力最小;经过养护的膨胀土的膨胀量和膨胀力呈减小趋势,在14d左右达到最小;掺入玄武岩纤维后膨胀土的无侧线抗压强度和抗剪强度都呈上升趋势,且都在掺入量为0.3%左右达到最优;经过养护的膨胀土试样无侧限抗压强度有明显提高,在养护周期14d时达到最大;经过养护的膨胀土试样的抗剪强度有明显提高,随着养护时间的增长抗剪强度逐渐增大,没有出现最大值。     

纤维加筋石灰改良膨胀土工程性质试验研究

摘 要：本文以宁淮高速公路淮安段膨胀土填料为研究对象,主要通过室内试验研究纤维加筋石灰改良膨胀土作为路基填筑材料的工程性质。通过在天然膨胀土进行石灰砂化的基础上,加入不同比例的纤维,制备不同纤维掺量石灰土土样,分别进行了有荷膨胀试验、无侧限抗压强度试验。试验结果表明,纤维加筋不仅可减小石灰土的膨胀性,还可以提高石灰土的无侧限抗压强度,并确定改良膨胀土中纤维的最佳掺量为0.2%。此外对最佳纤维掺量的复合改良土进行直剪试验和干湿循环试验,结果表明纤维和土颗粒之间的摩擦力增大使得纤维石灰土的c明显增大,且经过多次干湿循环后CBR值和强度指标不再随循环次数的增加而发生变化。综上研究表明纤维加筋可有效改善石灰土的膨胀性和强度等工程性质,其中0.2%纤维掺量效果最显著。     

有机硅材料改良膨胀土的工程特性试验研究

通过对不同掺量的有机硅材料改良膨胀土进行膨胀特性和强度特性试验,探讨有机硅材料对膨胀土工程特性的改良效果以及作用机理,并与传统石灰改良膨胀土的改良效果进行对比分析。研究结果表明：随着有机硅材料掺量的增加,改良膨胀土的膨胀量指标均呈现逐步降低的趋势;有机硅材料能够提高膨胀土浸水前后无侧限抗压强度、软化系数和粘聚力,提高膨胀土的水稳定性;有机硅材料改良膨胀土与素膨胀土浸水饱和条件下应力应变关系主要表现为应变硬化型;有机硅材料的合理掺比为1.5%,此时,有机硅材料限制膨胀土膨胀变形的能力与4%掺量的石灰相当,其强度及水稳定性均优于4%掺量的石灰。     

纤维对超高性能混凝土力学性能及微观结构影响研究

将玄武岩纤维、玻璃纤维和聚丙烯纤维按照不同掺量（0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%）分别掺入水胶比为0.18的超高性能混凝土（ultra high performance concrete,UHPC）中,研究不同纤维和掺量对UHPC抗压强度和抗折强度的影响。优选出单掺玄武岩纤维、玻璃纤维以及聚丙烯纤维力学性能最佳的掺量;测定玄武岩纤维、玻璃纤维以及聚丙烯纤维最佳掺量下UHPC孔隙结构,并通过SEM表征其微观结构,探究不同种类纤维对UHPC力学性能影响的机理。试验结果表明,玄武岩纤维和玻璃纤维掺量为0.4%,聚丙烯纤维掺量为0.2%时,UHPC基本力学性能达到最优。压汞试验结果表明,纤维的掺入能够有效降低孔隙及裂缝的数量,提高无害孔和少害孔的数量,并细化大孔径促使有害孔和多害孔往少害孔和无害孔转变。SEM试验结果显示：纤维的加入能够减少裂缝和细化孔径,使试件内部更加致密;同时均匀分布的纤维在试件内部构成网状结构,当承受荷载时,纤维对荷载进行分散,使得裂缝发展需要消耗更多的能量。     

玄武岩纤维加固粉土性能试验研究

针对北京大兴某地区粉土采用了短切玄武岩纤维作为添加剂进行了改良,采取纤维长度、纤维掺入比以及压实度作为变量对纤维土进行了固结快剪试验、压缩试验、变水头渗透试验,结果表明:经过改良后的粉土在抗剪强度、压缩性能以及渗透性能等方面均得到了提高;在相同纤维长度情况下,各方面性能增强在4‰纤维掺量内呈衰减式增长,对强度和压缩性的改良以3‰为最佳,对于渗透性能以2‰最佳;在相同掺量的情况下,对于抗剪强度和压缩性能3 cm纤维最佳,对于渗透性能2 cm纤维最佳;在最优掺入方案下纤维土的压实度与压缩系数、渗透系数存在二次幂函数关系,压缩系数与3 cm纤维掺入量也存在四次幂函数关系.     

玄武岩纤维超高性能混凝土力学性能试验

为了降低超高性能混凝土中水泥的用量,制备绿色超高性能混凝土,研究了玄武岩纤维对超高性能混凝土力学性能的影响,提出了力学性能最优的低水泥用量超高性能混凝土配合比和玄武岩纤维的最佳掺量.采用粉煤灰和硅灰以不同比例组合作为水泥的替代材料制备超高性能混凝土,分析了添加纤维和不添加纤维试件的和易性、力学性能和微观结构.结果表明,当粉煤灰和硅灰混杂替代水泥比例达50%时,其力学性能与原试件强度相当;掺加0.1%玄武岩纤维的试件其力学性能高于掺加0.2%和0.3%纤维和没有掺加纤维试件的力学性能.     

DHT土凝岩改良铁尾矿路用性能正交试验研究

以河北张家口地区铁尾矿为研究对象,用正交试验的方法,通过无侧限抗压强度试验,研究DHT土凝岩掺量、养护龄期、压实度对DHT土凝岩改良铁尾矿无侧限抗压强度的影响,并对试验结果进行方差分析.在本文试验条件下,成果表明:DHT土凝岩掺量为10%,压实度为95%时,其7d无侧限抗压强度为2.65 MPa,满足相关规范对稳定材料做基层强度要求;DHT土凝岩掺量、养护龄期、压实度对DHT土凝岩改良铁尾矿强度影响显著,且养护龄期的变化对其无侧限抗压强度的影响最大,其次是DHT土凝岩掺量变化,最后是压实度;DHT土凝岩掺量越大,改良铁尾矿无侧限抗压强度越大;养护龄期越长,改良铁尾矿无侧限抗压强度越大;压实度越大,改良铁尾矿无侧限抗压强度越大.     

废弃轮胎橡胶颗粒改性膨胀土的试验研究

废弃轮胎破碎后与土混合可改善土的工程特性,为提高废旧轮胎的循环利用和解决膨胀土工程问题提供了新途径.取湖北荆州膨胀土,掺入废弃轮胎橡胶颗粒形成改性膨胀土,完成了素膨胀土和改性膨胀土的物理特性、胀缩特性、强度特性试验.结果表明,当轮胎橡胶颗粒的掺量(质量百分数)小于23%时,改性膨胀土的液限和塑性指数随掺量的增加而增大,但塑限基本不变;最大干密度较素膨胀土降低,最优含水率基本不变化;改性膨胀土的粘聚力和抗剪强度较素膨胀土明显下降;粘聚力总体上随掺量的增加而减小,但抗剪强度和内摩擦角随掺量的增加变化不大;改性膨胀土的胀、缩性明显减弱,当橡胶颗粒的掺量为23%时,对胀缩特性的改善效果最佳.     

干湿循环下纤维加筋膨胀土裂隙特性分析

为研究纤维加筋膨胀土的效果和机制,抑制膨胀土脆性开裂,以室内模拟膨胀土为研究对象,通过室内试验及数字图像处理技术,分析干湿循环条件下土体的开裂特性及纤维加筋对裂隙发展的影响。结果表明:膨胀土中掺加纤维,能有效提高土体无侧限抗压强度,且掺量为0.7%时,对土体加筋效果最为显著;在干湿循环条件下,土体表面裂隙发育基本沿原有通道继续展开;随循环次数的增加土体表面裂隙面积率、裂隙总长度逐渐增大,而裂隙平均宽度存在递减趋势,掺加纤维能有效抑制裂隙的开展。研究成果可以为纤维在膨胀土路基工程和边坡防护等实际工程中的设计和施工提供参考。     

纤维沥青混合料最佳纤维掺量的确定

为确定纤维沥青混合料中纤维的最佳掺量,通过对不添加纤维和各添加0.3%时的4种纤维沥青混合料进行高温车辙试验、水稳定性试验、低温弯曲试验和疲劳试验,对同一纤维不同含量的纤维沥青混合料进行低温弯曲试验,并对纤维沥青混合料破坏时的应变能进行分析,同时分析抗弯拉强度、弯拉应变和弯曲劲度模量是否在正常使用范围。结果表明:沥青混合料在添加纤维后高温性能和低温性能明显提高,并且各纤维都存在最佳掺量;应变能可以较为明显地反映纤维变化对混合料整体性能的影响,确定的纤维最佳掺量更精确,并且在应变能确定的最佳纤维掺量下,混合料的其他技术指标均处于较为理想的状态。     

纤维保水效应对失水成型水泥基材料强度的影响

通过室内自然失水成型和恒温干燥失水成型水泥基材料的强度试验,研究了聚丙烯纤维的保水效应对水泥基材料弯拉强度的影响。结果表明:与保湿成型养护相比,失水成型条件下普通水泥基材料的早期强度下降显著,而失水成型聚丙烯纤维水泥基材料的强度则降低较小;在相同失水环境下,聚丙烯纤维水泥基材料的早期强度相对普通组可提高30%~40%,纤维的保水效应及其对水泥基材料的增强作用显著。此外,纤维的保水、增强效果会随纤维体积掺量的不同而不同,就文中水泥净浆组的研究结果而言(纤维长为9mm),纤维体积掺量为0.4%时的增强效果最佳,然后依次是0.3%和0.1%,而纤维体积掺量为0.2%时的效果最差。     

玄武岩纤维掺杂混凝土材料特性的研究

玄武岩纤维能有效改善混凝土材料的性能,但其对混凝土性能的影响规律业界还存在一定分歧.以抗压和抗折强度作为力学指标,以抗氯离子渗透性能和早期收缩应变作为耐久性指标,探究不同玄武岩纤维掺量和规格对混凝土强度与耐久性的影响规律,分析短切玄武岩纤维掺杂混凝土材料的各项性能.研究结果表明,短切玄武岩纤维对混凝土抗压强度的提高不明显,但对抗折强度则随掺量的增加提高显著;纤维的体积分数为0. 12%时,混凝土抗折强度提高约25%;长度较长及长径比较大的玄武岩纤维对混凝土抗折强度有更好的提高效果.玄武岩纤维的掺入会使混凝土抗渗性能略有下降,但也能有效降低混凝土的收缩应变,掺入玄武岩纤维后,混凝土28 d收缩应变降低约15%.     

玄武岩纤维增强聚合物混凝土基本力学性能试验研究

通过混凝土拌合物工作性能和基本力学性能试验,研究了不同掺量的玄武岩纤维和聚合物乳液在单掺、复掺情况下对混凝土工作性能、抗压强度和抗折强度的影响规律.结果表明:玄武岩纤维和聚合物乳液单掺时,随着玄武岩纤维或聚合物乳液掺量的增加,混凝土的7 d龄期抗压强度均略微降低,28 d龄期抗压强度提高不明显,抗折强度均有显著提高;在玄武岩纤维和聚合物乳液掺量匹配时,玄武岩纤维增强聚合物混凝土具有良好的工作性能和优异的抗折强度.     

纤维混凝土动态压缩力学性能的SHPB试验研究

采用Φ100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,研究了四个不同纤维体积掺量的碳纤维混凝土(CFRC)、玄武岩纤维混凝土(BFRC)在多个应变率条件下的动态压缩力学性能,并对两种纤维混凝土的冲击力学性能进行了对比分析.结果表明,CFRC和BFRC的强度随应变率的增加而近似呈线性增长,强度增强因子随应变率的增加呈对数增长,表现出明显的应变率相关性;纤维体积掺量0.1%的玄武岩纤维混凝土的强度最高,纤维体积掺量0.3%碳纤维混凝土的韧度最好;相同应变率范围内,碳纤维混凝土的韧度优于玄武岩纤维混凝土.     

玄武岩纤维贫混凝土力学性能研究

从贫混凝土基层的复合式路面的使用状况来看,反射裂缝的问题比较突出.玄武岩纤维贫混凝土是一种能有效减弱或者避免贫混凝土产生反射裂缝的新型混合料.通过一系列室内试验,对玄武岩纤维贫混凝土的抗压强度、抗弯拉强度、抗冲击能力以及静力抗压弹性模量等力学性能进行了系统研究.得出玄武岩纤维最佳掺量为混合料总质量的2.0‰,最佳掺量范围为3～6 kg/m3.掺入玄武岩纤维后,能大幅提高贫混凝土的早期抗压、抗弯拉强度,且28 d龄期的纤维贫混凝抗压强度和抗弯拉强度也较一般贫混凝土提高了20%以上;可使贫混凝土具有良好的抗冲击性能,较普通贫混凝土提高了近1/3倍;可提高贫混凝土材料的静力抗压弹性模量,但提升幅度不大.     

玄武岩纤维喷射混凝土在热害环境下的性能试验研究

以隧道热害问题为背景,通过模型试验、近似模拟湿喷技术、定量分析及微观测试相结合的方法研究不同掺量玄武岩纤维喷射混凝土劈裂强度和粘结强度等力学性能的影响,横向对比标准养护和干热养护下的不同体积掺量的玄武岩纤维混凝土的力学性能,同时也加入硅灰以及钢钎维作为参照,以便从机理程度上提出更有效的解决热害措施。试验研究表明:在混凝土中加入玄武岩纤维,对混凝土起到了增强和阻裂的作用,改善了混凝土的脆性易裂的破坏状况。干热环境下,加入少量的玄武岩纤维能够提高混凝土的力学性能。当玄武岩掺量为0.1%玄+5%硅灰时,喷射混凝土的力学性能最好,加入0.2%玄武岩纤维掺量,也有一定程度的改善。实际隧道施工中,可通过加入适量的玄武岩纤维和适量的硅灰,可降低混凝土在热害环境下的危害。     

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.     

玄武岩纤维增强水泥砂浆力学性能试验研究

为研究玄武岩纤维在水泥基材料中的增强效果,通过控制玄武岩纤维的掺量并引入其它种类的纤维设计了玄武岩纤维增强水泥砂浆、浸胶玄武岩纤维与合成纤维混杂纤维增强水泥砂浆、浸胶玄武岩纤维与单丝玄武岩短切纱混杂纤维增强水泥砂浆等3组水泥砂浆试件。根据抗压及抗折强度指标研究了玄武岩纤维及其它纤维混杂对水泥基体材料的增强作用。结果表明,纤维的摻入,尤其是浸胶玄武岩纤维的掺入能够有效地提高水泥基体的强度,其抗压及抗折强度提高率分别为19.2%和35.6%。该试验可为推广运用玄武岩纤维提供一定的理论依据和试验参考。     

水泥-微硅粉改良膨胀土工程特性试验研究

为研究水泥和微硅粉复合改良膨胀土作为路基填筑材料的工程性质,以南阳市内乡县某路段膨胀土路基填料为研究对象,通过膨胀力试验、无荷膨胀率试验、无侧限抗压强度试验以及直剪试验,分析其在不同养护龄期下的膨胀特性和力学特性,结合SEM电镜扫描分析改良机理,并探讨了改良膨胀土力学特性变化与微观形貌之间的关系。结果表明：随着水泥、微硅粉的加入及养护龄期的增加,改良膨胀土的抗压强度及抗剪强度提高,膨胀性降低;采用水泥-微硅粉复合改良膨胀土的效果更优;综合考虑改良效果和经济性,改良剂的最优掺量为水泥7%、微硅粉10%。