膨胀土的工程危害及其处置措施研究

膨胀土在我国分布较广，因其富含亲水矿物，当土体吸水时，会出现体积膨胀并产生膨胀力，其强度便会显著降低；当土体失水时，体积收缩，导致土体干裂形成裂隙。膨胀土的工程性质差，在工程中被称作“灾害土”，在边坡和地基工程中经常会遇到膨胀土的工程问题。研究其基本特征，明确其膨胀破坏机理，选择合适的治理措施，才能有效避免其造成的严重后果。     

高等级公路膨胀土地段路基施工技术

膨胀土是天然地质过程中形成的一种多裂缝并具有显著胀缩性的土体，它的成分主要由强亲水性矿物组成。膨胀土吸水膨胀，失水收缩，并有反复变形的性质以及土体中杂乱分布的裂缝，对工程结构物具有严重破坏作用，特别对高等级公路路基工程和大型结构物所产生的变形破坏作用，往往具有长期潜在的危险，因此，膨胀土问题已受到工程技术人员的普遍关注。以往在膨胀土地区已建成通车的路，     

脱硫石膏土体增强剂抗渗性能试验研究

脱硫石膏作为土体增强剂还属于研究阶段,为此对其进行了系统的室内试验研究,但本文只针对渗透试验进行研究.对比分析脱硫石膏土体增强剂加固土与普通水泥加固土的室内渗透试验结果,探讨脱硫石膏土体增强剂加固土渗透系数随龄期的变化及其受加固剂掺入量、土质等的影响程度.     

砂-膨润土-石膏膨胀土模型试验相似材料膨胀特性研究

膨胀土模型试验相似材料一直限制着膨胀土地质力学模型试验的发展,如何正确选择模型试验相似材料成为影响试验结果的关键.依据相似理论人工配置与膨胀土有相似胀缩性质的砂-膨润土-石膏混合物,从控制影响膨胀土膨胀应变的主要因素出发,通过三因素四水平的正交试验分析了黏粒含量、初始干密度、含水率对混合物膨胀性的影响.试验结果表明,混合物膨胀应变率曲线主要分为三个变化过程,首先加水后快速膨胀,随后黏土矿物晶格扩张,渗水速率减缓,膨胀速率持续减小,最后膨胀量微弱增长直到变形稳定.随着膨润土含量、石膏含量以及初始干密度的增加,混合物膨胀应变率逐渐增加,并呈现出较好的线性增长规律;随含水率的增大,混合物膨胀应变率逐渐减小,呈线性递减趋势.正交试验水平范围内,初始干密度对混合物膨胀应变率影响最为显著,含水率次之,黏粒含量最小但也影响显著.为合理选择配制膨胀土地质模型试验相似材料提供了一定的参考.     

脱硫石膏土体增强剂加固土室内试验研究

对脱硫石膏土体增强剂加固土与水泥加固土进行了大量的室内时比试验,得到了脱硫石膏加土体增强制加固土与水泥加固土在无侧限抗压强度、压缩变形和抗渗性能等方面的试验数据,给出了脱硫石膏土体增强剂加固土强度随龄期和掺入比变化的教学表达式.结果发现脱硫石膏土体增强剂和水泥具有类似的工程性质.同时,还探讨了脱硫石膏土体增强剂加固软土...     

水泥基材料裂隙表面溶蚀过程

研究了水泥基材料真实裂隙表面在水流动过程中开裂表面的溶蚀特性,建立了裂隙表面在水流作用下的钙离子迁移和表面溶蚀速率模型.利用浸泡法和裂隙渗流装置对裂隙试件进行静态和动态溶蚀行为的试验研究,根据试验结果和理论模型回归了描述静态和动态溶蚀速率,并针对裂隙表面进行了溶蚀前后的粗糙度分析.结果表明:裂隙表面在流动水作用下的溶蚀...     

基于显微CT扫描的膨胀岩土体的裂隙结构与分形特征研究

为了研究某矿山边坡膨胀岩土体的裂隙分布特征,对原状膨胀岩土体样本的孔隙结构进行了显微CT扫描,采用二值化的图像分割算法进行图像处理,得到了膨胀岩土体裂隙的二维图像和三维模型,并对裂隙分布特点进行了系统分析。结果表明,膨胀岩土体的内部裂隙较为发育,裂隙尺寸分布范围很大,按照等效半径的大小可将试样内部裂隙划分为大、中、微3类;从裂隙数量分布的特点可看出大裂隙的数量较少,但却占据了50%以上的裂隙总面积;膨胀岩土体的裂隙形状较为复杂,大裂隙的形状可归纳为:似椭圆多边形、扁平状、长条状和连通裂隙树枝状,连通裂隙为膨胀岩土体吸水膨胀和失水干缩的特点提供了先决条件;采用分形几何的方法分析裂隙的复杂性,发现膨胀岩土体裂隙具有明显的不均匀性,揭示了裂隙不均匀性在矿山工程中的重要影响。     

水泥改性膨胀土在侵蚀环境下的干湿循环效应研究

为了研究水泥改性膨胀土在复杂环境条件下的稳定性及耐久性,设计了室内模拟试验,探讨了纯净水、不同浓度及不同种类的化学溶液在干湿循环作用下对水泥改性膨胀土的侵蚀效应.从初始至破坏状态,记录了试样的宏观裂隙开展过程及体积的变化情况,对比分析了相应的荷载位移曲线及峰值强度,得到了水泥改性膨胀土在不同侵蚀环境下的力学特性随干湿循环次数的变化规律,并对相应的作用机理进行了分析.试验结果表明,侵蚀环境的干湿循环作用对水泥改性膨胀土的力学特性有明显的影响,且随着侵蚀溶液的浓度和干湿循环次数的递增而变得愈加显著.     

降雨对土坡稳定的影响

为了模拟降雨过程中边坡土体强度的变化,以室内常规不固结不排水三轴试验为基础,探讨了含水量的变化对土体抗剪强度参数及应力-应变关系的影响,并从孔隙水压力的角度探讨了降雨过程中含水量的变化对土体变形的影响.试验结果表明:抗剪强度参数与含水率变量总体上呈非线性关系,但对于粘聚力(c)和内摩擦角(φ),在含水质量分数为18.64%处均达最大值,并且随着含水量的增加,c、φ值均单调递减;重塑黏性土的应力-应变关系呈近似双曲线,并且随着含水量的增减应力-应变关系曲线越来越接近两边的坐标轴.最后,从土体强度和变形的两个角度分析可知,降雨过程中所造成的含水量的提高最终导致了边坡的破坏.     

土工格栅与不同粒径填料界面作用特性试验研究

路基边坡加筋设计时,土工格栅与填料间的界面作用特性是影响加筋边坡工程安全与稳定的重要因素.为研究土工格栅与不同粒径填料的界面摩擦特性,进行了土工格栅与3种不同粒径均匀粗粒土的拉拔试验,分析了法向应力、填料粒径和拉拔速率3个因素对界面参数的影响.试验结果表明:土工格栅所受的最大拉拔力,随着填料粒径和拉拔速率的增大而增大,但填料粒径比拉拔速率的增幅大;不同粒径或不同拉拔速率下,格栅-土的界面最大剪应力与法向应力均呈线性拟合关系;填料粒径的增大显著提高了界面参数似黏聚力,但对似摩擦角变化不明显;拉拔速率的增大,使得界面参数似黏聚力几乎呈线性增长,而似摩擦角变化不明显.该试验结果对加筋边坡工程的设计具有一定的参考价值.     

微波干燥天然橡胶含水量与干燥速率关系研究

为探讨湿天然橡胶微波干燥新技术,利用自制的微波干燥试验测试系统,对湿天然橡胶进行了不同干燥温度下的微波干燥试验,测试分析了微波干燥过程中湿天然橡胶含水率与失水率的关系,并探讨了不同干燥温度下湿天然橡胶含水率与失水率的关系。研究结果表明,不同干燥温度下湿天然橡胶失水速率随干基含水率的变化曲线呈一致趋势;失水率随含水率的升高先增大后减小;干燥温度越高,湿天然橡胶相同失水率下对应的含水率就越高。     

寒区水泥砂浆固化土力学特性试验研究

本文针对河套灌区试点使用的水泥砂浆固化土材料为研究对象,通过不排水三轴压缩试验对水泥土的力学特性进行研究,重点分析了围压与掺砂对水泥土体强度、刚度的影响.试验结果表明,随着围压的增加,水泥砂浆固化土的强度与刚度均增加,与掺砂量的变化不构成比例关系;随着轴应变的增加,刚度总体呈现迅速增加后逐渐减少趋势;掺一定量的砂完善了固化土颗粒填充效应,有效改善土体的强度及刚度,但掺量不可以过多,本文还通过对水泥砂浆固化土微观结构的分析了解掺砂对水泥固化土的作用效应.     

石灰煤矸石改良膨胀土工程特性研究

基于非饱和膨胀土工程病害处治及煤矸石固体废弃物资源化利用的社会需求,通过液塑限试验、击实试验、直剪试验,研究同时加入石灰和煤矸石膨胀土的工程性质变化,通过XRD检测,从各配比混合料的物相变化情况对其机理进行了分析.结果表明:石灰煤矸石膨胀土混合料的塑性、击实性、抗剪性能都得到改善,且优于石灰改良膨胀土.经XRD检测得到在膨胀土中掺加石灰和煤矸石后物相发生了变化,生成晶体结构较为稳定、晶粒较大的新物质钙长石和白云石,为膨胀土提供一定的CaO、MgO、SiO2和Al2O3等有效矿物成分,促使膨胀土的塑性、击实性等工程性质有所改善.因掺入石灰煤矸石比只掺石灰为膨胀土提供更多的有效矿物成分,因此石灰煤矸石优于石灰改良膨胀土的工程性质.     

基于Boltzmann算法的尾矿库堤坝土体细观结构渗流模型分析

基于Boltzmann算法,通过非平衡态模型入口、出口边界以及标注反弹格式土颗粒边界条件,建立了尾矿库土体细观结构二维渗流场模型,分析土体内部孔隙中流体的渗流特征。结果表明:流体在渗流稳定后,首先选择在连通性较好的孔隙中形成渗流通道,同时渗流流速的大小取决于孔隙通道连通性的好坏。不同土体孔隙率下,孔隙通道连通性越差,其对应的渗流速率越小;而土体的孔隙率越小,孔隙通道连通性越好,对应的渗流流速越大,孔隙率与渗流流速呈反比例变化关系。     

水泥砂浆塑性收缩开裂多元本构方程的研究

基于平板法和八字模法,系统研究了组成参数和外部环境两因素对水泥砂浆塑性收缩开裂的影响并建立了抗裂指数K关于水灰比Wc、集灰比Sc、粉煤灰掺量FA、减水剂掺量P和失水蒸发速率V的多元本构方程。试验结果表明:建立起水泥砂浆收缩开裂的本构方程K=0.208×35.3~(Wc)×3.80~(Sc)×1.00~(FA)×9.62~P×0.00608~V,经验证方程可信度高并且建立了可靠的开裂判据;失水蒸发速率对水泥砂浆塑性收缩开裂影响最大,而粉煤灰掺量对其无明显影响;此外,对辅助性胶凝材料种类的不可以量化因素"甄别分处",得到矿粉可适用已建立的关于粉煤灰的五元方程。     

满洲里220m变电站膨胀土地基处理

膨胀土是一种吸水膨胀,失水收缩,具有较大胀缩变形性能,且变形往复的高塑性粘土,利用膨胀土作为结构物地基时,如果没有采取必要措施,常会给结构物造成危害。220m变电站主建筑均为单层建筑,为了提高今后工程建设中对膨胀土问题引起各方面的重视,减少这种地质灾害对工程的影响,本     

纤维素醚改性砂浆的研究进展

本文分析了纤维素醚的种类及其在干混砂浆的主要作用和保水性、粘度、粘结强度等性能评价方法,阐述了纤维素醚在干混砂浆中的缓凝机理、微观结构及某些特定薄层纤维素醚改性砂浆的结构形成与水化过程的关系,在此基础上,提出必须加快研究在快速失水条件下,薄层结构中纤维素醚改性砂浆的分层水化机理及聚合物在砂浆层的空间分布规律,未来在实际应用中应充分考虑纤维素醚改性砂浆受温度变化的影响、与其它外加剂的相容性等,本研究工作将促进CE改性砂浆如外墙抹灰砂浆、腻子、勾缝砂浆等薄层砂浆的应用技术发展.     

超细粉煤灰水泥改良膨胀土试验研究

通过超细粉煤灰水泥对膨胀土进行改良,研究了不同掺量超细粉煤灰水泥对膨胀土击实性能、自由膨胀率和力学性能的影响。研究结果表明:激发剂Na OH一定时,随着超细粉煤掺量的增加,膨胀土的最大干密度及最优含水量逐渐降低;超细粉煤灰水泥的掺入可以有效改善膨胀土的自由膨胀率,当超细粉煤灰水泥掺量为12%时,与素膨胀土相比,其自由膨胀率降低了83.06%,而养护龄期对自由膨胀率几乎没有影响。当超细粉煤灰水泥掺量为12%时,其膨胀土无侧限抗压强度最大,掺量超过12%之后,其抗压强度有所降低。随着超细粉煤灰水泥掺量的增加,膨胀土的三轴抗剪强度先增大后减小,建议超细粉煤灰水泥合理掺量为12%。试验研究成果可为改良膨胀土工程性质的研究人员提供参考。     

污泥薄层干燥特性及动力学模型分析

对桐乡污水处理厂的污泥薄层干燥特性进行了研究,得到其在不同温度、厚度条件下半干化处理的干燥速率和失水曲线。结果表明,污泥的失水速率随着厚度减小、温度上升而增大。引入了干燥动力学模型,Midilli模型能够很好地模拟污泥的失水情况。污泥中湿分的有效扩散系数在3.383×10~(-10)~5.130×10~(-9)m~2/s,2.5 mm厚度的干燥活化能为1.664 kJ/mol,为实际的污泥处理系统的设计提供了依据。     

聚丙烯纤维加筋二灰土动强度试验研究

为研究纤维掺量对加筋二灰土动强度特性影响,将长度为12 mm的聚丙烯纤维按照0.12％、0.24％和0.36％的质量比掺入二灰土中.利用GDS三轴试验系统进行不同围压和动应力幅值条件下纤维加筋二灰土的动三轴试验.试验结果表明:随着聚丙烯纤维掺量的增加,二灰土动黏聚力先增大后减小,当纤维掺量达到0.32％时,动黏聚力出现峰值,此时为最佳纤维掺量;而纤维加筋二灰土动内摩擦角与纤维掺量呈现正相关的关系.此外,纤维在土中形成三维网络框架,使土体嵌锁愈加紧密,并通过拉筋作用,减缓或阻止裂纹扩展,最终使土体破坏形式由具有明显贯通裂隙的脆性破坏逐渐转变为侧向鼓胀变形破坏.