渠道衬砌混凝土力学性能试验研究

通过正交试验方法,研究了渠道衬砌混凝土水胶比、粉煤灰和纤维掺量对其抗压强度、抗折强度及劈裂抗拉强度的影响规律。试验结果表明:水胶比是影响混凝土抗压、抗折及劈裂抗拉强度的主要因素;粉煤灰掺量为15%时混凝土抗压强度达到最大值,粉煤灰对混凝土抗折及抗拉强度的影响较小;纤维掺量对混凝土抗折及劈裂抗拉强度的影响仅次于水胶比,且掺量越大获得的抗折及劈裂抗拉强度越高。     

PVA纤维改良软土的工程特性研究

为解决软土地区承载力不足、沉降过大等问题,使用水溶性聚乙烯醇(PVA)纤维改良安徽地区软土,并将其与水泥改良土进行对比,探讨PVA纤维的改良效果。通过不同掺量PVA纤维和水泥的基本物理力学试验,对比PVA纤维的改良效果,选取3个代表性试样进行动三轴试验,验证其路用性能,并通过压汞和扫描电镜试验研究其改良机制。结果表明,PVA纤维可使软土的最佳含水量、液限、塑限增大,膨胀性降低,最大干密度无显著影响,且可以同时显著增大软土的无侧限抗压强度、动强度和阻尼比;PVA纤维主要通过其凝聚作用改善土体的力学性能,并未填充土体孔隙,可以一定程度保持土体的透气性。     

水泥、粉煤灰改良细砂土的工程特性与改良机理

采用水泥和粉煤灰对细砂土进行改良,为获取不同掺入量的改良剂改良细砂土的强度和渗透系数,进行了击实试验、渗透试验、无侧限抗压试验和直剪试验,并较为深入地分析了水泥和粉煤灰改良细砂土的机理。试验表明,随着含水率的不断增加,改良砂土的干密度先增加后减小;在水泥掺量一定（４％）的情况下,提高粉煤灰的掺量可以大幅度的降低渗透系数和提高无侧限抗压强度;保持粉煤灰掺量不变（６％）,增加水泥的掺量,２８ｄ龄期的改良土无侧限抗压强度提高更为明显。这一结果表明水泥作为改良剂改良土体以提高其力学性能为主,而粉煤灰作为改良剂以改善土体的渗透性能为主。两者相结合,可以同时实现提高土体的力学性能和降低土体的渗透系数。     

水泥用量对塑性混凝土强度的影响

通过塑性混凝土抗压、劈拉和抗折试验,在掺加粘土和膨润土的情况下,重点研究了水泥用量对塑性混凝土抗压强度、劈拉强度和抗折强度的影响。试验结果表明,在一定范围内增加水泥用量可以提高塑性混凝土的强度,降低塑性混凝土的脆性,合适的水泥用量在120 kg/m3左右。另外,尺寸效应对塑性混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响不明显。     

聚丙烯纤维长度对水泥稳定再生集料力学特性影响的研究

为了研究纤维长度对水泥稳定再生集料力学性能的影响,开展了无侧限抗压试验、劈裂抗拉试验,并结合脆性对纤维在水泥再生集料中的力学性能进行评价。试验结果表明：1）纤维的掺入一定程度上会降低水泥再生集料的强度;2）纤维的掺入明显增加了水泥再生集料的脆性,并且当掺入纤维长度为 12 mm 时,其改善脆性的效果最好。综上可得,12 mm 为聚丙烯纤维在水泥稳定再生集料中的最优长度。     

冻融循环对玄武岩纤维水泥土力学性能的影响试验

对素水泥土及玄武岩纤维水泥土进行了冻融循环作用前后的无侧限抗压、劈裂抗拉试验,探讨并对比了冻融循环次数、养护龄期、水灰比、纤维掺量等因素对两种水泥土力学性能的影响规律。结果表明:掺入玄武岩纤维后水泥土的冻融强度损失率降低;水泥土的冻融强度损失率随水灰比的增大而增大,随龄期的增大而减小;冻融后水泥土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度与其受到的冻融循环次数之间的关系可用双曲线拟合;水泥土的劈裂抗拉强度与无侧限抗压强度的比值在14%～17%之间。     

玄武岩纤维对水泥土力学性能的影响效应研究

水泥土中掺入玄武岩纤维,在不同的水泥含量(10%、15%、20%、25%)条件下,选取5种长度(6 mm、12 mm、18 mm、24 mm、30 mm)和4种掺量(0.3%、0.5%、0.7%、1.0%)作为变量,制作不同龄期的立方体试块(7 d、14 d、28 d),进行无侧限抗压试验和劈裂抗拉试验,研究玄武岩纤维掺入水泥土后对水泥土抗压强度和抗拉强度的影响效果,最终确定了玄武岩的较优掺入长度为18 mm,最优掺量范围为0.5%~0.7%。结果表明,玄武岩纤维对水泥土抗压抗拉强度均有所提升。     

纤维水泥土力学性能研究

为指导纤维水泥土材料在实际工程应用,文章通过室内试验研究了水泥土、玻璃纤维水泥土和玄武岩纤维水泥土力学性能.试验结果表明:随养生龄期增加,水泥土力学强度呈幂函数关系增长,养生前期力学强度增长速率显著;水泥土力学强度随水泥剂量增加呈线性增长,且建立的强度增长模型能较好地预测水泥土强度增长趋势,水泥掺量增加1％,水泥土抗压强度和劈裂强度分别平均增长25.4％、36.7％;纤维水泥土强度增长规律与水泥土基本一致,玄武岩纤维水泥土力学强度略高于同条件的玻璃纤维水泥土强度,纤维水泥土28d抗压强度至少是180d抗压强度的78.9％;28d劈裂强度至少是180d劈裂强度的77.8％.     

TRD工法玄武岩纤维加筋防渗墙性能试验

以庐山市沙湖山乡境内的沙湖山圩为例，重点进行了圩堤堤身深层搅拌桩连续防渗墙加固处理中水泥掺量、纤维加筋材料掺量、外掺剂类型、纤维长度等参数对水泥浆液劈裂抗拉强度影响的试验研究。结果表明，水泥掺量对水泥浆抗拉强度的影响微乎其微，但外掺剂类型、玄武岩纤维掺量以及纤维长度对水泥浆劈裂抗拉强度影响较大；根据试验结果，最终选择纳基膨润土外掺剂，同时选用长度12mm的玄武岩纤维，并按0.4%的掺量掺加，以最大程度提升玄武岩纤维加筋防渗墙劈裂抗拉强度。     

石灰改良土的非饱和土变形与强度特性试验

为研究石灰含量与颗粒级配对非饱和改良土强度和变形的影响,利用非饱和三轴仪对石灰改良花岗岩残积土进行控制吸力固结排水剪切试验,研究掺灰比0%,4%和8%的改良花岗岩残积土的强度和体变特性,同时还选用了颗粒粒径小于1 mm与小于2 mm的土料进行了相关试验。研究结果表明:石灰含量和净围压对非饱和改良土的应力应变曲线均有较大影响,且曲线呈硬化型;相同石灰含量下非饱和改良土的强度峰值随着净围压的增大而增大;在净围压相同时,强度峰值随着石灰含量的增大而增大;在同基质吸力时,凝聚力和内摩擦角随着石灰含量的增加而相应增大,凝聚力增加更明显。在相同基质吸力、干密度、石灰含量下,颗粒粒径小于1 mm与小于2 mm的土料应力应变关系接近,细粒土的颗粒尺寸对强度影响小。非饱和土的体变特性受石灰含量和净围压的影响明显,对于细颗粒土,其结果受颗粒粒径的影响小。     

玄武岩纤维提升水泥土抗拉性能的试验研究

为研究玄武岩纤维对水泥土抗拉力学性能的影响,选取不同长度、直径及掺量的玄武岩纤维掺入水泥土,通过开展单轴拉伸试验、无侧限抗压强度试验和扫描电镜试验,并采用正交试验极差法,分析了玄武岩纤维对水泥土的应力-应变曲线、抗拉强度、拉压强度比和破坏形态的影响规律和微观作用机理。结果表明:玄武岩纤维水泥土的单轴抗拉试验应力-应变曲线可分为弹性变形、破坏、残余强度和稳定4个阶段;纤维变量对抗拉性能影响大小依次顺序为长度、掺量、直径;玄武岩纤维长度9 mm和掺量1.5%为玄武岩纤维的最优单掺参数。玄武岩纤维水泥土的拉压比较未掺入纤维的水泥土的拉压比高,但纤维种类和掺量等对纤维水泥土的拉压比影响较大;三维随机网状分布的玄武岩纤维可提升水泥土的抗拉强度和韧性。     

改良盐渍土强度变形及其微观特性试验研究

盐渍土的盐胀溶陷等不良工程特性对交通基础设施建设及其安全运行有着极其不利影响。现以南疆地区路基氯盐渍土为研究对象,开展了不同龄期改良氯盐渍土2种试验方案的无侧限抗压强度试验及SEM-EDS试验,研究水玻璃、水泥、石灰、粉煤灰及纤维等多种材料联合改良盐渍土的机理及其微观特征。研究结果表明:以28 d抗压强度作为评价标准,方案1中最优组合为水泥8%+石灰12%+纤维0.2%+纤维长度18 mm+含盐量3%,适用于中盐渍土改良;方案2中最优组合为粉煤灰20%+石灰6%+纤维0.2%+纤维长度12 mm+含盐量1%,适用于弱盐渍土改良。2种方案改良盐渍土越过应力峰值后仍能保持较高的抗压强度值,改良盐渍土应力-应变曲线呈应变软化型,试样呈脆性破坏。根据微观结构及EDS分析,改良盐渍土的矿物颗粒相对较大,颗粒完整性较好,胶凝物由絮状水化硅酸钙和针状钙矾石构成,其微观结构较致密,颗粒间接触方式以面-面接触方式为主;相比方案2,方案1内部结构排列致密,内部完整性好,强度性能优越。该研究成果丰富了氯盐渍土改良技术,为盐渍土在路基处理中再循环利用提供了技术参考。     

钢纤维、玄武岩纤维及聚丙烯纤维对自密实混凝土性能的影响研究

在混凝土中掺加纤维材料,能够改善自密实混凝土抗拉性能差与延性差的缺点。在分别加入钢纤维、玄武岩纤维与聚丙烯纤维掺料的基础上,通过对自密实混凝土进行塌落扩展度、V型漏斗、L仪试验、抗压强度试验与劈裂试验,研究了纤维种类、纤维体积率与纤维尺寸对自密实混凝土流动性、间隙通过性、抗压强度及劈裂强度的影响。试验结果表明:纤维长度越大、掺量越大,其对自密实混凝土流动性的抵抗作用越强,其中玄武岩纤维的影响最明显,聚丙烯纤维其次,钢纤维相对较弱。除长度在6mm时,钢纤维可少量增强混凝土抗压强度,其他长度对抗压强度的影响不明显;聚丙烯纤维和玄武岩纤维均明显削弱了抗压强度,当聚丙烯纤维体积掺量为0.3%和长度为6mm时,混凝土抗压强度下降了55.8%。钢纤维对劈裂强度有明显影响:短钢纤维具有削弱作用,长钢纤维具有明显增强作用;但钢纤维的掺量对劈裂强度影响不大。此外,聚丙烯纤维和玄武岩纤维对劈裂强度的影响较弱。     

植物纤维增强型EPS陶粒混凝土配合比设计

为改善陶粒混凝土和易性差、脆性大等缺点,采用正交试验设计方法,考虑棉花秸秆纤维、ＥＰＳ、 水泥及砂率在三水平的影响下,配制植物纤维增强型ＥＰＳ陶粒混凝土试块。对试块的抗压及劈裂抗拉 强度进行极差和方差分析,确定满足一定考察指标的材料最优组合。结果表明:ＥＰＳ颗粒掺量是影响试 块抗压强度的最显著因素;棉花秸秆纤维能显著提高陶粒混凝土试块的抗劈拉强度,延缓混凝土开裂。 最终确定水泥掺量４０％、ＥＰＳ颗粒掺量０．４５％、棉花秸秆纤维掺量１．０％、砂率２．５％时抗压强度在８．０ ＭＰａ～１０．０ＭＰａ范围内为各种因素的最优组合。     

水泥固化东湖淤泥的工程性质试验研究

利用将水泥、化学固化剂和机械力脱水三种方法相结合的方式对东湖淤泥进行固化处理,通过界限含水率、强度试验(包括CBR和直剪试验)以及渗透试验研究了在使用水泥固化过程中水泥掺量、养护龄期以及压实度对固化土工程性质的影响。结果发现:仅使用化学固化剂和机械脱水固化处理后的淤泥属于高液限粉土,CBR强度低,不能满足路基填料的要求。使用水泥能够有效提高一次改性固化土的CBR强度和直剪黏聚力,养护龄期对CBR强度影响很小,而水泥掺量、养护龄期和压实度对内摩擦角的影响均不大。此外,在水泥掺量从0%增大到8%的过程中,渗透系数呈现出先增大后减小的趋势,在水泥掺量为2%时达到最大值。综合分析,在水泥二次改性过程中,为符合路基填筑要求,水泥掺量宜为8%,压实度宜大于92%。     

基于欧洲规范的钢纤维陶粒混凝土力学性能试验研究

在欧洲规范ＣＥＢ－ＦＩＰＭｏｄｅｌＣｏｄｅ1990可计算出普通混凝土任意龄期的抗压强度、劈拉强度与 弹性模量的基础上,通过测试不同钢纤维掺量的陶粒混凝土在不同龄期（1ｄ、2ｄ、3ｄ、5ｄ、7ｄ、14ｄ、28ｄ） 时的抗压强度、劈拉强度和弹性模量,并与理论值作对比,验证现有欧洲规范对钢纤维陶粒混凝土力学 性能随龄期发展规律预测的适用性和准确性。研究表明:欧洲规范对钢纤维陶粒混凝土力学性能随龄 期发展规律在最初的5ｄ或3ｄ并不适用;采用1ｄ、28ｄ抗压强度、劈拉强度与弹性模量计算其他各龄期 的抗压强度、劈拉强度与弹性模量小于采用7ｄ、28ｄ抗压强度、劈拉强度与弹性模量计算得到的相对误 差的最大值。建议采用1ｄ、28ｄ的抗压强度、劈拉强度和弹性模量计算掺钢纤维的陶粒混凝土任意龄 期的抗压强度、劈拉强度与弹性模量。     

改性黄土的力学特性试验研究

为了研究固化剂对黄土力学特性性能的影响,通过对兰州新区黄土样中加入新型高分子固化剂HEC、水泥以及HEC与水泥组合进行土壤化学改良,对改良后的土样进行击实试验、无侧限抗压试验以及渗透试验,研究固化剂掺入比、养护龄期以及压实度对改良黄土物理力学指标的关系。试验结果表明:水泥、HEC以及水泥与HEC组合均能改善黄土的工程性质;随着固化剂掺入比的增大、养护龄期的延长以及压实度的提高,改良黄土的抗压强度得到明显提高,且抗渗能力增强;若继续增加固化剂掺入比,则会导致固化剂利用率降低以及经济成本增加,故建议水泥、HEC固化剂掺入比不超过10%,固化剂的组合最佳拌和掺量为8%水泥加8%HEC。研究成果可为黄土加固理论及黄土在工程上的应用提供有益的参考。