有机质对水泥固化淤泥土的力学特性影响试验研究

针对有机质对水泥固化淤泥土强度的不良影响,在南沙淤泥土干粉中添加腐殖酸配制得到不同有机质质量分数的淤泥土,采用不同质量分数的水泥对其进行固化,进行无侧限抗压强度试验,探讨了水泥及有机质质量分数、龄期对固化的有机质淤泥土无侧限抗压强度的影响.试验结果表明：有机质的存在严重阻碍水泥的水化反应,但有机质质量分数对水泥固化淤泥土强度的影响是有极限的,超过5%时,有机质质量分数的增加对固化土强度下降的影响就不明显了;固化土的强度随水泥质量分数的增加呈幂函数形式增长;随龄期的增长,含有机质的水泥土强度仍远低于普通水泥土的强度,表明有机质的影响并不会随龄期增长而减小.     

低掺量水泥固化土的力学特性及微观结构

针对某滩涂淤泥,开展不同淤泥初始水的质量分数、不同水泥掺量的固化土无侧限抗压强度试验、一维压缩试验以及扫描电镜试验,研究低掺量水泥固化土的力学特性与微观结构特征,探讨其与常规掺量固化土的差异. 结果表明：分界水泥掺量、最低水泥掺量与淤泥初始水的质量分数的线性关系明显;与常规掺量固化土相比,低掺量固化土的强度增长明显较慢,压缩性降低较少;固结屈服应力随水泥掺量增加而增大,在较低掺量区,固结屈服应力与水泥掺量具有非线性关系;低掺量固化土屈服前、后的孔隙形态特征以及孔隙排列特征差异较大,当固结压力小于固结屈服应力时,孔隙未呈现出明显的定向性且排列较为混乱,当固结压力大于固结屈服应力时,随着荷载的增加,孔隙形状变得圆滑,复杂程度降低,孔隙排列逐渐趋向于有序.     

离子型土壤固化剂固化土基层试验研究

以7 d无侧限抗压强度为评价指标,采用YES等3种离子型土壤固化剂进行固化土适配试验,确定YFS固化土适宜配合比,研究龄期、含水率、养护方式、浸水时间、压实度对YFS固化土无侧限抗压强度的影响,结合微观试验揭示固化土强度形成机理。结果表明:固化土适宜配合比为素土及按其质量比外掺0.02%(质量分数,下同)YFS固化剂、5%水泥;随龄期增长、压实度提升,固化土强度均有所提高;随含水率增加,固化土强度呈先增后减趋势;室温养护强度略低于标准养护强度,不同标准养护龄期试件强度随浸水时间延长略有下降,水稳定性良好;固化剂掺入后无新物质产生,可改善土壤颗粒结合方式,其微观结构以团聚体层叠为主;水泥掺入后有明显水化产物C—S—H凝胶生成,将其填充于团聚体间隙,土体整体结构更为密实,可提高土体抗压强度。     

改性淤泥固化土非饱和渗透特性试验研究

针对路基土的非饱和渗透特性对路基土强度和变形特性有着很大影响的问题,采用变水头方法,量测不同压实度、水泥掺量和养护龄期下改性淤泥固化土的饱和渗透系数.利用瞬态脱吸湿法(TRIM)系统对改性淤泥固化土样进行脱、吸湿试验,采用TRIM系统的软件进行反算,获得难以实际测量的水力学参数,得到改性淤泥固化土的渗透函数曲线.重点分析压实度、水泥掺量和养护龄期等因素对改性淤泥固化土非饱和渗透系数的影响.基于现有非饱和渗透系数模型,提出能够反映水泥掺量、压实度及饱和度等影响的改性淤泥固化土非饱和渗透系数预测模型,对模型有效性进行验证.结果表明,固化土渗透性较差,与养护龄期、水泥掺量和压实度成反比.脱、吸湿阶段,养护龄期对改性淤泥固化土非饱和渗透系数影响不大,改性淤泥固化土非饱和渗透系数随压实度增大而减小.     

固化淤泥土压缩性试验研究

淤泥由于含水率高强度低,无法直接作为工程用土。对淤泥进行固化处理,可以实现废弃淤泥的资源化利用。选择常州市武进区废弃淤泥作为研究对象,利用42.5普通硅酸盐水泥作为固化添加剂,通过固化淤泥的单向压缩试验,探讨4种水泥参量变化条件下共24个试样的压缩变化机理,描述水泥添加量对压缩模量的影响,分析其影响规律。通过试验对比分析,可知：同一含水率下,淤泥随着水泥参量的增加,试样压缩性减小;各试样在压缩试验过程中,其压缩变形规律基本一致,荷载达到200kPa时,其压缩性趋于稳定;随着固结压力的不断增加,沉降变形量逐渐减缓,最后趋于收敛;随着水泥参量的增加,同一应力条件下,试样稳定需要的时间缩短;淤泥固化效果在水泥参量接近50%时较优,超过此数值,强度虽提高,固化工作经济效益降低。     

人工制备有机质固化土力学特性试验研究

为了探讨有机质对水泥固化土物理力学特性的影响以及固化剂XGL2005的固化效果，在软土中添加腐植酸配制得到了不同有机质含量的人工有机质土，并进行了液塑限试验；另外，对单掺水泥固化与水泥添加固化剂XGL2005复合固化有机质土进行了无侧限抗压强度对比试验.试验结果表明,人工有机质土的液限以指数形式增长，塑限则呈线性形式增加；随着固化土中有机质质量分数的增加，固化土的强度呈对数形式下降；而随着固化剂XGL2005掺量的增加，固化土的强度呈幂函数形式增长；固化剂XGL2005可有效消除有机质的不利影响，显著增强水泥固化有机质土的效果.在分析水泥质量分数、固化剂掺量(质量分数)和龄期对强度影响规律的基础上，通过回归分析建立了既可考虑有机质质量分数对强度削减的影响，又能考虑水泥质量分数、固化剂掺量(质量分数)和龄期对强度增强影响的预测模型.     

含腐殖酸软土的固化试验研究

深层搅拌法在加固含有腐殖酸的软土时失去了效用，需要添加促进剂来消除腐殖酸的影响.在去除有机质的黏质粉土中加入腐殖酸，研究了经某种液态添加剂改良后的水泥土特性.结果表明，添加剂消除胡敏酸影响的效果最显著，腐殖酸次之；添加剂在水泥质量分数大于10%时才表现出明显的增强效果，在水泥质量分数不变的情况下，仅提高添加剂的质量分数，固化土强度的增幅较小，添加剂相对于水泥的质量分数取0.15%为宜；当水与水泥质量比从0.45提高到0.75时，固化土的强度逐渐降低，但与水泥土相比，水与水泥质量比对固化土强度的影响较小；固化土的后期强度增长明显大于水泥土，当采用该种水泥土添加剂进行工程设计时，可适当考虑后期强度的增长.     

固化淤泥土长期强度发展规律与预测模型研究

为研究初始含水率、固化剂种类以及外加腐殖酸对淤泥固化土长期强度的影响,采用堆载预压法降低淤泥初始含水率,以消除传统翻晒烘干法对淤泥赋存腐殖酸的破坏作用。通过无侧限抗压强度试验,分析了180d龄期的固化淤泥土长期强度的发展规律,得到了淤泥固化土的无侧限抗压强度与养护时间之间的线性关系。结果表明,初始含水率和水泥、石灰、腐殖酸、偏高岭土等固化剂对固化淤泥土长期强度发展规律都有显著的影响。偏高岭土的掺入对淤泥固化土初期强度影响不明显,但能明显增强淤泥固化土的后期强度。根据12组不同配比固化淤泥土长期强度数据,引入强度增长因子,建立了固化淤泥土长期强度发展规律预测模型。研究成果可以促进固化淤泥土作为工程填筑的推广应用。     

复合固化高液限黏土的筑堤性能试验

以黑龙江省松花江干流堤防采用高液限黏土作为筑堤材料为工程背景,在高液限黏土中按一定比例综合掺加细砂、水泥、石灰和粉煤灰等材料,通过直剪试验和渗透试验研究了3种配比固化土用于堤防填筑的改良效果.结果表明:固化土的黏聚力、内摩擦角和抗剪强度均明显优于素土;固化土的渗透系数均随压实度的增大而减小,但不同压实度范围内的固化土表现出不同的抗渗性能;养护龄期达到7 d后,增加养护龄期对减小渗透系数没有明显作用.     

干湿循环条件下CFG固化膨胀土强度特性研究

为研究水泥-粉煤灰-脱硫石膏(CFG)复合材料改良膨胀土的强度及干湿循环耐久性,制备CFG改良土进行强度试验及干湿循环试验.测试分析不同龄期CFG改良土的无侧限抗压强度及不同干湿循环次数下的表观状况、质量损失率和强度并与水泥改良土进行对比.结果表明:粉煤灰和脱硫石膏均可提高水泥固化土的强度,脱硫石膏能够增强早期强度而粉煤灰对长期强度的增强效果更明显,固化土的强度随龄期的增加而增加;干湿循环后,水泥固化土的强度随循环次数的增加而降低,其质量先增加后降低且表观破坏程度逐渐增大;CFG复合固化土的强度随循环次数的增大先增加后降低,其质量减小缓慢;与水泥固化土相比,CFG复合固化土的抗干湿循环能力更好.     

南京长江漫滩废弃粉土改良用作路基填料的室内试验研究

为实现基坑开挖废弃粉土的资源化利用,研究了水泥、石灰改良长江漫滩粉土路基的工程力学特征及稳定性。通过击实试验、无侧限抗压强度试验、水稳性试验和微观试验,分析改良粉土的强度特性及耐久性变化规律,论证长江漫滩粉土作为路基填料的可行性。结果表明：掺加水泥、石灰后,土体力学性能得到大幅改善;不同掺量下浸水5 d,改良土的水稳系数均大于0.6,水稳系数随水泥掺量的增加而增加,随石灰掺量的增加先增大后减小。微观试验表明,水泥、石灰在土体中生成的胶凝物质对土颗粒具有包裹和联结作用。综合考虑改良土的强度和水稳性,经过改良后,长江漫滩粉土可以作为路基填料,建议水泥、石灰改良土的最佳组合配比为6%水泥+6%石灰,在此掺量下,改良土体的28 d无侧限抗压强度为2.05 MPa,浸水5 d后的水稳系数为0.76,具有较好的路用力学性能。     

水泥稳定红土砾石的承载特性试验研究

结合刚果(布)2号公路的建设,在对天然红土砾石进行土工试验的基础上,通过不同掺量水泥稳定红土砾石的室内CBR试验,研究了水泥掺量对红土砾石承载特性的影响,获得了改良红土砾石的最佳水泥掺量,再通过水泥稳定红土砾石基层铺筑现场试验,研究了水泥稳定红土砾石用于路面基层的可行性与施工要求。研究表明,击实功、压实度、水泥掺量、含水率等对红土砾石的CBR都有明显影响,随着水泥掺量的增加和压实度的提高,稳定土的CBR值增大;相同水泥掺量和压实度情况下,重型击实时CBR值较轻型击实时的要高;当含水率高于最佳含水率时,土样的CBR值下降;采用掺杂质量分数为4%水泥稳定的红土砾石经过合理施工、碾压和养护,可以满足刚果(布)2号公路基层的技术要求。     

水泥改良西藏林芝地区粉土路用性能试验研究

为解决西藏林芝地区路基填料问题,对林芝地区粉土进行水泥改良处理并进行击实试验、CBR试验、无侧限抗压强度试验和冻胀融沉试验,研究不同水泥掺量对改良土的最大干密度、最优含水率、CBR值以及冻融循环下改良土的物理力学性质的影响。试验结果表明:不同掺量的水泥改良粉土的最优含水率几乎不变,最大干密度随掺量增加缓慢增大;在冻融循环作用下水泥改良粉土仍为脆性破坏模式,水泥改良粉土的第5次冻融后和第10次冻融后的单轴应力应变曲线几乎趋于重合,在实际工程中可以以冻融循环5次后的强度作为水泥改良土的设计参考强度;在考虑冻融循环作用下,西藏林芝深厚粉土区域二级公路上路床粉土填料的最优水泥掺量为4%以上。     

新型ASC土壤固化剂在道路底基层的应用

目的 在充分研究粉状土壤固化剂作用机理的基础上，复合配制一种新型土壤固化剂，测试评价其在道路底基层的应用性能．方法 以水泥、高钙粉煤灰、石灰和专用激发荆为原材料，复合配制新型ASC土壤固化剂，测试其固化土的无侧限抗压强度和间接抗拉强度、7d弯沉值、浸水膨胀量及其抗冻性。与水泥稳定土进行比较．结果 随着固化剂的掺量的增大。无侧限抗压强度和间接抗拉强度相应增大，试件的密实度显著影响其无侧限抗压强度和间接抗拉强度，随着试件养护龄期的不断增大，后期无侧限抗压强度和间接抗拉强度相应增大．与水泥稳定土相比。其抗冻性能明显改善．该固化剂固化土体系的7d弯沉值小，水稳定性能良好，浸水膨胀量为0．021％，改善了道路的承载能力．结论 以水泥、高钙粉煤灰、石灰和活性激发剂作为原料复合的新型ASC土壤固化剂有利于公路底基层抗压强度、抗冻融性、承载能力等性能的提高。     

青藏高原季冻区砂砾土冻胀特性试验Symbol`@@

为探索青藏高原季冻区砂砾土的冻胀特性,为机场工程防冻胀设计提供依据,首先进行颗粒分析实验、击实实验等砂砾土的基本特性实验,为冻胀率室内实验提供相应依据,然后在传统冻胀率室内实验装置的基础上针对砂砾土粒径大的特点进行改进,利用改进后装置进行一系列正交试验,研究含水率、含泥量、压实度、上覆荷载、补水对冻胀率的影响规律. 试验结果表明：在封闭条件下,冻胀率随含水率的增大而线性增大;随含泥量的增大呈非线性关系递增;随压实度的增大呈先增大后减小的趋势,在压实度为95%的状态下达到最大值;随上覆荷载的增大呈线性关系平缓递减. 在外界补水条件下,冻胀率增大3倍以上. 经多元回归分析,得到了多因素综合影响下的回归预报公式. 各个因素对冻胀率的影响从大到小依次为：补水,含水率,含泥量,压实度,上覆荷载. 在工程实际中,控制补水、含水率、含泥量是防冻胀设计的关键.     

桩-土界面残余强度影响因素分析

桩周土体因卸载或上部堆载使桩-土界面应力发生变化,并导致桩-土界面峰值剪切强度受损而下降为残余强度。为研究法向应力、压实度、含水率及预压力等多因素对桩-土界面的残余强度影响,利用自制的剪切试验装置对桩-土界面试件进行了剪切试验。试验结果表明：剪切应力达峰值强度后出现软化,法向应力越大软化越明显。残余强度随压实度和法向应力提高而增大,随含水率的提高先增后减,且在最优含水率附近达到最大值;在不同的法向应力情况下,受含水率和压实度的影响下,残余强度表现为山峰型,在最优含水率附近和压实度最大处达峰值,且预压对法向应力较小情况下残余强度提高比例更高。对不同压实度下的法向应力-残余强度、法向应力-残余应力比进行了讨论,得知有无预压界面残余强度与法向应力存在显著的线性关系,符合莫尔-库伦剪切破坏准则,不同压实度下残余应力比均随着法向应力的增长而衰减,而有预压影响时,这种现象会更明显。     

水泥固化土应力应变关系特性研究

对水泥固化风沙土进行三轴试验,分析水泥固化土的应力应变关系特性和固化机理.研究表明,应力-应变εa/（σ1-σ3）～εa关系,在不同水泥固化剂掺量情况下,3种围压均表现出很好的线性关系.水泥固化剂掺量相同的情况下,随着围压的增加斜率减小.水泥固化土应力应变关系曲线为双曲线形式,并且符合土的非线性弹性模型中的邓肯一张模型,选取邓肯一张模型作为水泥固化土的本构模型,其中切线模量Et的确定是通过对应力应变关系来确定其破坏比Rf、初始切线模量E、试验中的终值强度（σ1-σ3）f3个参数来完成.水泥固化剂掺入风沙土,使得土中形成坚固的核心,在所有的空隙中形成水化水泥的致密空间网络骨架结构,使得水泥固化土具有较好的整体强度和水稳定性.     

水泥灰土特性的试验研究

目的为提高灰土的早期强度、增强其水稳定性，扩大工程应用范围．方法将水泥作为一种活性外加剂以不同比例掺入到灰土中对其进行改性．对相同养护条件下的纯二八灰土试样及掺入不同体积分数的水泥灰土试样进行了无侧限抗压强度试验和三轴不固结不排水强度试验研究，并将试验结果进行了整理与比较．结果得到了水泥灰土的强度与龄期、水泥掺入量、含水量、围压、养护条件等因素的关系，浸水后的强度和稳定性与龄期的关系以及相对干同等条件下的纯二八灰土试样的强度增长率等．结论从试验结果分析可知。利用水泥改性后，灰土的早期强度增长能力和水稳定性获得了明显提高．因此，可认为水泥是一种良好的灰土改性外加剂，值得在工程应用中加以推广．     

Influence of compaction pressure on the accelerated carbonation of calcium hydroxide

Mineral carbonation using waste cement is a promising method to solve the problems caused by CO₂ emission and waste cement. Compaction pressure is an important parameter for mineral carbonation of calcium hydroxide, one of the most dominant composite of waste cement that can be carbonated. The carbonation degree, morphology of products and compressive strength of carbonated compacts are influenced by compaction pressure significantly. Results show that the carbonation degree of calcium hydroxide increases at first (0-8 MPa) and then decreases in the higher compaction pressure range (10-14 MPa). At the meantime, results also indicate that lower compaction pressure accelerates the early carbonation but hinder carbonation in the later stages. For the morphologies of carbonation products, calcium carbonate tends to form typical crystal morphology of calcite (rhombohedral) under lower compaction pressure, while it will become ellipsoid-like when compaction pressure reaches 8 MPa. TGA and water content results show that there is an optimal water content for the carbonation. In addition, lower water content is adverse to the carbonation at later stage and the CO₂ is difficult to penetrate into the inside of compacts when water content is high, which will hinder the carbonation. XRD and TGA results show that the carbonation products are calcite and small amount of amorphous calcium carbonate.     

压实度对水泥改良高液限土强度影响试验——以云罗高速公路为例

为研究水泥改良高液限土的抗剪强度随压实度的变化情况,进行了水泥掺量为2％的高液限土在不同压实度、不同围压下的三轴试验.试验结果发现：掺水泥高液限土在低压实度下,应力应变曲线呈应变硬化型,且呈鼓胀型破坏.仅在高压实度、低围压下,试验中应力应变曲线才呈应变软化型,且试样破坏时会出现较为明显剪切带.同时,从试验成果的整理中发现：随压实度增大,掺水泥高液限土抗剪强度随围压的增大而增大,但增长率逐步减小.而在同一围压下,不同压实度试样随着压实度的增长,抗剪强度不断增大,且增长率也不断增大,但为非线性增长.