大掺量磷石膏用于路基填料的性能试验研究

为探索磷石膏大掺量、规模化、资源化利用路径,分别以自制固化剂和水泥为胶凝材制备大掺量磷石膏路基填料,开展大掺量磷石膏混合料的击实试验、无侧限抗压强度试验及疏水改性试验,分析大掺量磷石膏与自制固化剂和水泥的适配性、击实特性、强度特性、耐水性能。结果表明,采用水泥或自制固化剂改性磷石膏击实曲线呈单峰变化趋势,且含水率偏低时对大掺量磷石膏混合料的干密度影响较小;相同配比时,固化剂体系大掺量磷石膏混合料7d无侧限抗压强度是水泥体系的1.5倍以上,磷尾砂与自制固化剂的适配性优于黏土,且配比为90%磷石膏+10%固化剂的大掺量磷石膏混合料7d无侧限抗压强度度达3.4MPa,经疏水改性后强度提升至4.2MPa,疏水剂与自制固化剂的复配较好地改善了磷石膏自身亲水特性,提升了其水稳性能。     

磷石膏综合稳定土力学性能及合理掺量研究

采用磷石膏与石灰、水泥综合稳定路基土,分别对石灰磷石膏稳定土与水泥磷石膏稳定土进行CBR试验、抗压回弹模量试验和7 d无侧限抗压强度试验,确定了磷石膏综合稳定路基土的推荐配合比。结果表明:石灰磷石膏稳定土和水泥磷石膏稳定土的CBR、抗压回弹模量和无侧限抗压强度均随着磷石膏掺量的增加而提高;石灰磷石膏稳定土中石灰掺量为5%～7%,且当石灰与磷石膏的质量比为1∶1.5时,水泥磷石膏稳定土中水泥掺量为4%～6%,且当水泥与磷石膏的质量比为1∶2时,混合料的力学性能和经济性最佳。     

南阳中膨胀土水泥改性的室内试验研究

取南水北调中线工程南阳段自由膨胀率77%的中膨胀土,开展了一系列不同水泥掺灰率和不同龄期下,压实度为98%试样的物理力学特性试验。通过对素膨胀土与改性膨胀土的胀缩性、界限含水率、级配及无侧限抗压强度的对比,揭示了掺灰率及养护龄期对膨胀土改性效果的影响。试验结果表明:(1)随掺灰率的增加,改性膨胀土的胀缩性指标及反映黏土亲水性的液限和塑性指数均降低、胶粒含量减小、级配曲线随趋于平缓、无侧限抗压强度和弹性模量增加;合理的掺灰率应取6%;(2)随养护龄期的增加,胀缩性指标、液限、塑性指数、胶粒含量减小,无侧限抗压强度和弹性模量则增大。     

聚苯乙烯泡沫塑料颗粒-膨胀土混合料的胀缩特性试验研究

为减少膨胀土所引起的工程地质灾害,同时实现废弃资源的循环利用,将不同配比聚苯乙烯泡沫塑料颗粒(EPS颗粒)与不同膨胀势的膨胀土制成混合料,开展聚苯乙烯泡沫塑料颗粒改良膨胀土的试验研究。结果表明:聚苯乙烯泡沫塑料颗粒-膨胀土混合料在吸水过程中无荷载膨胀率、有荷载膨胀率逐渐增大,且都经历了快速膨胀期、缓慢膨胀期和膨胀稳定期3个阶段;聚苯乙烯泡沫塑料颗粒-膨胀土混合料的自由膨胀率、膨胀率和膨胀力随聚苯乙烯泡沫塑料颗粒掺量的增大而显著降低,膨胀特性指标与聚苯乙烯泡沫塑料颗粒掺量之间近似呈线性关系;聚苯乙烯泡沫塑料颗粒掺量对中膨胀潜势膨胀土收缩系数影响较小,而对强膨胀潜势膨胀土影响明显;从膨胀力改良效益角度考虑,中膨胀潜势膨胀土中聚苯乙烯泡沫塑料颗粒的最优掺量为5%,强膨胀潜势膨胀土中聚苯乙烯泡沫塑料颗粒的最优掺量为10%。聚苯乙烯泡沫塑料颗粒改良膨胀土的机理主要在于聚苯乙烯泡沫塑料颗粒为膨胀土胀缩变形提供了空间以及柔性材料吸收了膨胀能量。     

含轻质砖的水泥稳定再生集料性能研究

研究了轻质砖再生细集料掺量对水泥稳定砖混再生集料混合料无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冲刷性能与收缩性能的影响。结果表明:随轻质砖再生细集料掺量增加,混合料的最佳含水率大幅增大,最大干密度大幅降低,无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量与抗冲刷性能均下降;混合料的干缩应变和温缩应变随轻质砖与水泥掺量的增加而增大,轻质砖再生细集料掺量对混合料干缩影响较大,而水泥掺量对混合料温缩影响较大,粗型级配混合料的上述性能均优于其它2种级配混合料。全砖混再生集料水泥稳定混合料可用于各等级公路路面基层,当需要掺入轻质砖再生细集料时,其掺量应控制在20%以内。     

昆明地区压实红黏土蠕变特性研究

红黏土的工程特性地区差异很大,针对昆明地区高填方压实红黏土,对其在不同压实度、不同含水率与不同竖向荷载条件下进行了长期单轴蠕变试验来研究其蠕变特性。研究结果表明:在压实度大于92%时,压实度对蠕变影响不大;对在同一压实度情况下,当含水率低于21.26%时,压实红黏土蠕变随含水率的增大而变化较小,当含水率超过这一值时,蠕变随含水率的增大而增长较快。为了进一步分析含水率对压实红黏土蠕变的影响,引入次固结系数,发现同一压实度下,在含水率15.83%~21.26%区间内存在沉降最小含水率,并通过建立蠕变模型,计算工后沉降量,确定其沉降最小含水率为18.33%,低于最优含水率20.77%。     

水泥稳定碎石无侧限抗压强度影响因素试验研究

结合某道路堆场工程,主要研究在水泥稳定碎石基层配合比设计阶段,影响水泥稳定碎石无侧限抗压强度的各种因素。从骨料的颗粒级配类型、混合料中水泥掺量、混合料的压实度以及混合料中含水率等因素分析对水泥稳定碎石无侧限抗压强度的影响。     

昆明地区压实红黏土抗剪强度特征研究

对昆明地区压实红黏土开展直剪与三轴试验,研究了压实红黏土在不同含水率与压实度状态下的抗剪强度特征。结果表明:压实红黏土的抗剪强度随着含水率的增加而降低,随着压实度的增大而增大;黏聚力跟内摩擦角均随着含水率的增大而减小、随压实度增大而增大;含水率小于最优含水率时,含水率的变化对黏聚力影响较大,当含水率大于最优含水率时对黏聚力影响相对较小;压实红黏土的抗剪强度跟含水率以及压实度成线性关系。两种试验结果得到的抗剪强度参数变化趋势相同,但数值差别较大,直剪试验得到的黏聚力为三轴试验的0.58倍,内摩擦角为三轴试验的1.34倍。     

压实膨胀土膨胀特性的试验研究

研究南水北调东线江苏段沿线压实膨胀土的膨胀变形特性,得到了压实膨胀土的无荷膨胀率与初始含水率之间呈线性关系以及压实膨胀土发生膨胀变形的上限含水率,得到压实膨胀土的有荷膨胀率与上覆荷载之间呈半对数关系。在实际工程中,根据实际含水率与上覆荷载,可预测土体可能发生的膨胀变形量。     

膨胀土胀缩变形性能的试验研究

膨胀土具有遇水膨胀和失水收缩的双重特性,为了保持其稳定,必须对膨胀和收缩过程中的变形性能进行研究。论文通过试验,研究不同初始状态膨胀土试样在膨胀和收缩过程中的变形性能。试验结果显示,膨胀过程中:膨胀率随时间延长急剧增长,最后趋于稳定;随着含水率的增长,膨胀率缓慢增大,当含水率达到一定程度后,膨胀率急剧增大,初始含水率越小,膨胀程度越严重。收缩过程中:含水率随时间延长呈现快速降低、减速降低和缓慢降低三个阶段的变化规律;收缩率随含水率的减小分为快速收缩、减速收缩和残余收缩三个阶段的变化。     

Application of phosphogypsum in soil stabilization

This paper describes the application of phosphogypsum with cement and fly ash for soil stabilization. Atterberg limits, standard Proctor compaction and unconfined compressive strength tests were carried out on cement, fly ash and phosphogypsum stabilized soil samples. Treatment with cement, fly ash and phosphogypsum generally reduces the plasticity index. The maximum dry unit weights increase as cement and phosphogypsum contents increase, but decrease as fly ash content increases. Generally optimum moisture contents of the stabilized soil samples decrease with addition of cement, fly ash and phosphogypsum. Unconfined compressive strengths of untreated soils were in all cases lower than that for treated soils. The cement content has a significantly higher influence than the fly ash content. The use of two waste by-products, phosphogypsum and fly ash may provide an inexpensive and advantageous construction product.     

骨架密实型水泥稳定级配碎石的干缩特性

采用千分表测量方法,对骨架密实型水泥稳定级配碎石的干缩特性进行了研究。结果表明:水泥剂量、压实度、含水量、环境因素都对骨架密实型水泥稳定级配碎石的干缩特性有重要影响。合理控制水泥剂量、压实度与含水量,可以有效减少水泥稳定级配碎石的干缩开裂。研究结果对于控制半刚性基层开裂有较大的应用价值。     

聂庆科;王英辉;田鹏程;梁书奇;

通过击实试验和击实后土样的压缩和剪切试验研究红黏土的变形和强度特性。研究表明:重塑土的最大干密度比原状土的最大干密度大,而重塑土的最优含水率则比原状土的最优含水率小;随击实功增大,土样的干密度增大,而最优含水率减小;含水率稍高的击实土样的水稳定性要比含水率稍低的击实土样的水稳定性好;当含水率较大时,击实土样的相对固结变形量较大,固结稳定并浸水再固结后,原来含水率较小土样的变形增量反而稍微大些。     

细粒式钢渣改良黄土路基研究

为实现钢渣的全粒度应用及提高利用率,小于等于3mm的细粒式钢渣可作为黄土路基稳定材料使用。设计对照组水泥稳定黄土和石灰稳定黄土,并通过无侧限抗压强度和CBR承载比评价,以确定细粒式钢渣稳定黄土的可行性和最佳掺量。结果表明,随着钢渣掺量增加,钢渣稳定黄土的最大干密度增大,最佳含水率减小。石灰稳定黄土最佳含水率最大,钢渣稳定黄土最小。钢渣稳定黄土的无侧限抗压强度随钢渣掺量增加而增大,10%钢渣掺量的无侧限抗压强度大于3%水泥稳定黄土和6%石灰稳定黄土。水泥稳定黄土CBR承载比远大于钢渣稳定黄土和石灰稳定黄土,且黄土膨胀量最小,最大仅为0.14%,钢渣稳定黄土膨胀性最大,且随钢渣掺量的增大而增大,最大为1.2%。10%钢渣稳定黄土CBR大于6%石灰稳定黄土,10%钢渣膨胀量小于6%石灰稳定黄土,大于7%石灰稳定黄土。10%钢渣掺量可替代6%石灰掺量稳定黄土路基,综合分析选择10%作为最佳细粒径钢渣稳定黄土掺量。     

干湿循环与荷载耦合作用下红黏土胀缩特性

为获取符合工程设计的实际参数,对常规固结仪进行了改造,提出了一种模拟土体在荷载作用下的干湿循环试验方法,对红黏土进行了有荷载条件模拟干湿循环过程的试验研究,得到其胀缩变形的变化规律。结果表明:该方法可以实现不拆卸试样干湿循环试验,克服了以前荷载为0的土体干湿循环试验的缺陷,为工程设计提供更加合理的技术指标;干湿循环下红黏土的胀缩变形不可完全恢复,上覆荷载可以抑制其膨胀性,增强其收缩性;荷载小于50 kPa时,试样膨胀,且压实度越大和初始含水率越小,膨胀性越强;荷载大于100 kPa时,试样收缩,压实度越小和初始含水率越大,收缩性越强;第1次干湿循环对红黏土胀缩性能影响最为显著,随着干湿循环次数的增加,胀缩率曲线越来越平缓,胀缩性能趋于稳定状态。     

红黏土置换作用对水泥固化泥炭土强度的影响

针对红黏土置换后的泥炭土进行了水泥加固试验,并从宏观和微观两个角度对其固化机理展开了分析.研究表明:在含水率一定的条件下,固化泥炭土的无侧限抗压强度随红黏土置换率的提高呈先增大后减小的趋势;红黏土的置换作用一方面能够使其颗粒作为骨架填充固化土体的孔隙,另一方面在减少土体有机质含量的同时增加了Al元素含量,激发水化反应的活性并促进了钙矾石的生成.红黏土置换作用能够使泥炭土的絮状结构变得密实,颗粒连接和孔隙填充得到优化.     

多因素下氯离子对粗粒硫酸盐渍土盐胀的影响

为了探明氯离子对粗粒硫酸盐渍土盐胀特性的影响,采用人工配制的粗粒硫酸盐渍土,以含盐量、压实度、含水率、上覆荷载等单因素试验为基础,对粗粒硫酸盐渍土进行多因素下单次降温试验,通过添加无水氯化钠研究氯盐的存在对粗粒硫酸盐渍土盐胀特性的影响。结果表明:提高氯离子含量和上覆荷载大小对砾类、砂类硫酸盐渍土盐胀均有显著的抑制作用; 在89%～97%的范围内提高压实度对抑制砾类、砂类硫酸盐渍土的盐胀率增长无显著效果; 在7%与7.85%含盐量下,增加含水率对砾类、砂类盐渍土的盐胀有显著促进作用; 对于砂类盐渍土,在2%含盐量下增大含水率会降低其盐胀率,在5%含盐量下增大含水率盐胀率会先增大后下降,在13.7%含盐量下增大含水率会增大其盐胀率; 对于砾类盐渍土,各因素对盐胀率的影响由大到小依次为含盐量、含水率、上覆荷载、压实度、含盐量与含水率交互作用; 对于砂类盐渍土,各因素对盐胀率的影响由大到小依次为含盐量、含盐量与含水率交互作用、上覆荷载、压实度、含水率。     

降低含胶粉水泥石干燥收缩的研究

对含胶粉水泥石的干燥收缩变化规律进行了研究。测试结果表明,在为期1年的测试龄期内,水泥石的干燥收缩率逐渐增加,同时随着胶粉掺量的增加而增大。抑制含胶粉水泥石干缩的研究结果表明,在前期缺乏水养护的条件下,膨胀剂对干燥收缩变形有一定效果,但是不明显;采用促强减缩剂能够有效降低含胶粉水泥石的干燥收缩变形,并且大幅度延缓干缩变形的速率。     

改善高塑性有机质红黏土强度试验研究

桂林石灰岩地区其基岩面处的红黏土常处于高塑性状态,含有机质时其强度低。通过对高塑性有机质红黏土的加固试验,研究其在有无外加高效减水剂的情况下,水泥掺量、养护时间及水灰比对其无侧限强度的影响。试验表明:高塑性有机质红黏土在水泥加固条件下,其无侧限抗压强度会随着水泥掺量及养护时间的增加而增加,随着水灰比的提高而减小;高效减水剂能明显提高和改善高塑性有机质红黏土的强度力学性质。该试验研究可为红黏土地区的水泥土加固优化设计及施工提供科学依据,以满足实际工程的需要。