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.     

镁质水泥复合固化剂固化有机质土的抗压强度模型

为了给实际工程中镁质水泥复合固化剂对有机质土的加固效果提供评价依据,以镁质水泥固化土（TZ18固化土）的无侧限抗压强度作为评价指标,分别研究有机质、水、固化剂的质量分数以及龄期对无侧限抗压强度的影响规律. 结果表明：TZ18固化土的无侧限抗压强度随有机质质量分数的增加呈二次函数形式降低,随水和固化剂质量分数的增加分别呈幂函数形式降低和提高,随龄期的增加呈自然对数形式增长. 基于此规律,建立TZ18固化土的抗压强度预测模型. 算例分析表明,该模型能较好地预测任意有机质、水、固化剂的质量分数以及龄期下的TZ18固化土的无侧限抗压强度.     

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。     

HS软土固化剂性能研究

对在水泥中加入１０％的固化素，复合而成的ＨＳ软土固化剂性能与水泥进行了对比研究。结果表明：ＨＳ固化土比水泥固化土强度高３０％以上；ＨＳ固化土与水泥固化土强度均随固化剂（水泥与ＨＳ）掺量增加而增加，但ＨＳ固化土的强度增长率较大；ＨＳ固化土强度，在大于液限的高含水量区出现峰值。     

HS软土固化剂性能研究

对在水泥中加入１０％的固化素，复合而成的ＨＳ软土固化剂性能与水泥进行了以比研究，结果表明，ＨＳ固化土比水泥固化土强度高３０％以上，ＨＳ固化土与水泥固化土强度均随固化剂（水泥与ＨＳ）掺量增加而增加，但ＨＳ固化土的强度增长率较大；ＨＳ固化土强度，在大于液限的高含水量区出现峰值。     

水泥-生石灰固化吹填土无侧限抗压强度试验研究

为了改善滨海吹填淤泥的物理力学性能,同时考虑工程经济性和大面积推广,通过添加低配比的水泥和生石灰来提高吹填土的强度,为实际工程的应用提供依据。本文采用单一水泥或生石灰以及双掺固化的方式,通过大量的室内试验,得到了7天、14天和28天的无侧限抗压强度值,分别分析了水泥、生石灰以及双掺的掺量和养护龄期对固化土的无侧限抗压强度的影响,揭示了固化土的无侧限抗压强度与掺量之间的线性关系,明确了低配比下固化土的无侧限抗压强度与龄期的关系。此外,还探讨了水泥土和石灰土的强度增长差异。     

基于响应面法的杭州海相软土固化强度模型

为了综合考察土初始含水量、土有机质含量、水泥掺量比及固化剂CX-13掺量对固化效果的影响,对不同土体提出固化方案,以有机质含量、初始含水量、水泥掺量、CX-13掺量作为4个自变量,以固化土28 d无侧限抗压强度作为响应值,采用旋转中心组合设计安排试验.利用响应面法对试验结果进行回归分析,建立各自变量与强度响应间的量化模型.考察各自变量间的交互作用关系,并从机理上对各交互关系进行探讨.结果表明：固定初始含水量与CX-13掺量,强度响应峰值对应的有机质含量随水泥掺量的增大而减小;固定有机质含量与CX-13掺量,强度响应峰值对应的初始含水量随水泥掺量的增大而增大;固定有机质含量与初始含水量,水泥的最佳掺量与CX-13掺量呈正相关关系.     

淤泥质土的固化机理研究

为了消除腐植酸对水泥固化处理淤泥质土的不利影响,阐述了淤泥质土中腐植酸的特性,探讨了腐植酸对水泥水化过程的影响机理,提出了从减薄黏土双电层厚度、添加膨胀组分、提高固化土早期强度、提高土壤pH值、裂解有机质大分子结构以及调节水泥离子和黏土颗粒的活性的角度固化淤泥质土的对策.抗压强度试验表明,三乙醇胺和氢氧化钠双掺效果优于单掺效果,不仅可以加速早期强度的增长,而且对后期强度发展有利;随着生石灰、高效减水剂、水玻璃和生石膏掺量的增加水泥固化土的强度均呈现先提高后降低的规律.正交试验得到了复合固化剂中各添加剂间的最优配比.强度对比试验表明,复合固化剂的固化强度优于单掺水泥和水泥复掺固化剂SN201的固化效果,充分验证了其在强度提高方面的优越性.     

水泥固化土强度特性试验研究

为研究水泥固化土强度特性,对水泥固化土进行室内不固结不排水三轴试验。结果表明,达到一定应变条件下,随着围压的增加水泥固化土应力不断增加。说明随着围压的增加,水泥固化土的强度不断增强,水泥对土体具有很好的加固作用。从不同水泥固化剂掺量应力应变关系曲线可知,水泥固化剂掺量对应力应变关系的影响从大到小顺序为5%、8%、12%、2%。随着水泥固化剂掺量的增加,破坏应力与应变成"波浪型",在水泥掺量5%处出现一峰值点。水泥固化剂掺量对固化土抗剪强度的影响,随着水泥掺量的增加黏聚力增加,但在水泥掺量5%～8%出现平稳过渡段,然后继续增加,而内摩擦角却几乎保持不变,说明水泥可以很好地改善土体强度,水泥固化土抗剪强度的重要指标是黏聚力。因此,采用水泥来加固土体,可以大大改善土体的力学性能,选取水泥掺量5%作为最佳配比,最经济合理。     

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.     

水泥加固土微观结构的分形

为了明确有机质对水泥加固土强度形成所产生的影响,采用水泥对不同有机质含量的软土进行加固,通过无侧限抗压试验测定达到养护期的水泥加固土的力学指标,对有机质含量与水泥土强度的关系进行分析,利用扫描电子显微镜采集不同试样的微观结构照片,并采用WD-5图像处理系统对土样的微观结构图像进行定量分析,提取各试样中土颗粒形态的分维数值,用颗粒分布的计盒维数来表征各试样的分形特征.结果表明:有机质含量越高,颗粒分布的分维数值越大,试样的团粒化程度越低,水泥加固土的强度越差.土中有机质对水泥加固软土的效果具有一定的影响,颗粒分布分形的计盒维数与水泥加固土的强度呈负相关性.     

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.     

黄土状水泥土抗剪强度特性研究

为了探索水泥土加固技术对黄土地区的适宜性及可靠性,通过室内试验,对西北地区黄土中添加一定量水泥使其形成黄土状水泥土,研究黄土状水泥土含水量、掺入比、龄期等因素对其力学特性的影响.研究表明,黄土中掺入水泥搅拌后,土的性质得到改善,降低了土的含水量,提高了土的密实度及土的强度;同时,表明黄土状水泥土的水泥掺入比较大时,水泥土的强度随初始含水量增大而增大,但水泥掺入比较小时,只有在某一最优含水量下黄土状水泥土的强度可达到最大值.     

水泥改性膨胀土试验研究

以水泥为改性材料对中强膨胀土进行改良,对不同掺灰量膨胀土的界限含水量、自由膨胀率、击实性、抗剪强度等进行了室内试验研究。结果表明,随着水泥掺量增加,膨胀土的胀缩性显著改善。     

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。     

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.