水泥土力学性能的试验研究

利用内蒙古河套粉质粘土拌制水泥土,掺入比分别取5%、10%、15%、20%、25%,养护龄期取7 d、28 d、60 d、90 d,通过单轴受压试验,取得了水泥土无侧限抗压强度、应力-应变关系的变化规律,并分析了对其影响的因素,提出了这种水泥土的单轴受压下应力-应变全曲线本构方程,定量的分析了龄期、水泥掺入比对水泥粘土的力学性能的影响,为其应用于实际工程提供实验依据.     

CaO改性赤泥固化剂固化黄土的力学性能研究

为研究CaO改性赤泥固化剂固化黄土的力学性能,对不同赤泥掺量、不同养护龄期的固化土进行无侧限抗压强度测试,分析了强度随赤泥掺量、养护龄期的变化规律,提出了赤泥强化因子和龄期强化因子,揭示了无侧限抗压强度的变化机理.结果表明:随着赤泥的增加和养护龄期的增加,无侧限抗压强度逐渐增大;强度随赤泥掺量的增加符合二次函数变化,随龄期的增加符合线性变化规律;当赤泥掺量达到45％～60％时,强度在此区间达到最大值;应用赤泥强化因子和龄期强化因子分析,发现在28～90 d龄期且赤泥掺量为30％～60％时,强度相比水泥固化土可提高2.5～4倍.     

PVA纤维参数对改性水泥土粘接摩阻载荷及抗压强度影响试验

为了提高隧道用水泥土的力学性能，选择P·O42.5硅酸盐水泥作为测试材料，掺入不同质量和直径参数的聚乙烯醇(PVA)纤维对其性能进行加强，并进行PVA纤维水泥土无侧限抗压强度实验。研究结果表明，PVA纤维水泥土主要形成了初期压实阶段、弹性变形、塑性变形和结构发生破坏4个阶段。PVA纤维水泥土从塑性破坏转变至塑性破坏的特点，获得了更优的延性。增加纤维长度时，无侧限抗压强度先上升再降低变化，纤维长度等于6 mm时改善了二者的粘接摩阻载荷，达到了最大无侧限抗压强度。纤维水泥土出现了无侧限抗压强度与纤维掺量正相关变化特征，纤维长度在6 mm以内时，0.75%是最优掺入量。研究开发了一种新的改性水泥土，对加强水泥土综合性能具有很好的应用价值。     

酸碱环境下纤维水泥土力学特性研究

为了研究掺入废弃玻璃纤维的水泥土在不同pH值养护环境中的力学性能,制备了不同掺量的废弃玻璃纤维水泥土和作为对照组的玄武岩纤维水泥土与素水泥土试件,并分别置于酸性环境和碱性环境溶液中养护7d、28 d、45 d,分别进行了水泥土抗压强度和抗折强度实验.分析了养护龄期、养护环境对不同种类纤维水泥土抗压强度的影响,分析了废弃玻璃纤维掺量对水泥土脆性指数的影响,探讨了不同纤维水泥土在酸碱环境下的作用机理.实验结果表明:酸性环境(pH=5)导致纤维水泥土的抗压强度降低;在水泥土中掺入适量的废弃玻璃纤维,可以降低脆性;使用废弃玻璃纤维掺入水泥土,其抵抗酸性环境腐蚀的能力更好;玄武岩纤维对水泥土抗压强度的提升和力学性能的改善效果更好.     

镍铁渣粉对水泥土的强度影响试验研究

为了揭示镍铁渣粉对水泥土性能的影响,结合宏观与微观的试验方法分别对不同镍铁渣粉掺量和龄期的水泥土进行试验研究.宏观进行了水泥土的无侧限抗压强度试验,得到各组配合比下水泥土的强度值;微观进行了水泥土的物相和孔结构试验,得到各组配合比下水泥土的孔径大小和钙矾石的结晶情况.结果表明:镍铁渣粉的活性到28 d龄期后才会更大程度的被激发,早龄期活性很低;20％为镍铁渣粉掺量的较优掺入值;镍铁渣粉活性的发挥主要是与水泥水化产物反应生成钙矾石晶体;微观孔结构试验结果能与无侧限抗压强度试验结果做到很好的相互印证.     

水泥固化锌污染红粘土力学特性及强度预测

将重金属污染土与水泥混合固化处理后,可防止重金属向周围进一步扩散,并可作为稳定的固化材料用于浅层地基等非敏感区域,达到污染土二次利用的目的.将人工制备的锌污染红粘土通过水泥固化处理后,进行无侧限抗压强度试验,研究不同水泥掺量、污染物浓度和养护龄期下固化物的无侧限压缩变形特性.研究结果表明:锌离子浓度对水泥固化土的强度和变形模量存在阈值,且随着水泥掺量的增加,浓度阈值增加.锌离子浓度在5000mg·kg-以内,固化土的应力-应变曲线经历弹性变形阶段、弹塑性变形阶段、破坏阶段和残余强度阶段,且水泥掺量大于8％时,破坏应变随龄期增加而增大.锌离子浓度在10000 mg·kg-1时,固化物的弹性变形阶段经历短暂后直接进入残余强度阶段.固化物的变形模量随着锌离子的增加而减小,但当水泥掺量10％时,少量的锌离子会提高固化产物的变形模量.通过对不同水泥掺量、养护龄期和污染物浓度的固化物强度进行拟合分析,最终得到了与试验结果吻合度较高的水泥固化锌污染红粘土强度预测经验公式.     

冻融循环下不同龄期水泥土损伤特性和能量耗散

为了研究冻融循环对水泥土损伤特性和能量耗散的影响,通过对饱水状态下不同龄期的水泥土试样进行冻融循环试验,测得了不同冻融循环次数下水泥土的无侧限抗压强度、相对动弹性模量、质量变化率和应变能密度,并建立了无侧限抗压强度、应变能密度与冻融循环次数的衰减方程.试验结果表明:不同龄期下水泥土的无侧限抗压强度和相对动弹性模量均随着冻融循环次数的增加而减小,经历15次冻融循环,水泥土无侧限抗压强度和相对动弹性模量在龄期为7d、28 d、60 d时分别下降了59.79％和54.47％、64.10％和54.89％、59.79％和53.08％,并建立了相关性良好的无侧限抗压强度与冻融循环次数的指数函数表达式;在冻融循环条件下,随着龄期的增长,水泥土质量的变化波动幅度逐渐减小;分析得出了不同龄期下水泥土无侧限抗压强度的损伤量可以近似用动弹性模量的损伤量进行估算;水泥土能量耗散随着冻融循环次数的增加而逐渐降低.     

玄武岩纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石力学性能的影响

通过开展一系列劈裂强度测试、无侧限抗压强度测试和弯拉强度测试,研究了玄武岩短切纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石力学性能的增强作用。龄期为7 d的混合料劈裂试验表明,玄武岩短切纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石的劈裂强度具有显著的增强效果,其中长度为18 mm的纤维对混合料劈裂强度的增强效果优于12 mm、24 mm的纤维。掺加长度18 mm玄武岩纤维的水泥稳定多孔玄武岩碎石,其劈裂强度、无侧限抗压强度、弯拉强度等随着纤维掺量增加先增大后减小;当掺量为碎石质量的0.10%时,纤维对混合料各项力学性能的增强效果最好;随着养护龄期的延长,混合料力学性能不断提升。研究表明掺加玄武岩短切纤维可提高水泥稳定多孔玄武岩碎石的路用性能。     

掺入废弃混凝土颗粒的水泥复合土力学特性研究

为了研究水泥复合土在建筑垃圾处理中发挥的作用,设计了不同废弃混凝土颗粒掺入比,不同的水泥掺入比,制作了掺入无筛分废弃混凝土颗粒的水泥复合土试件,进行了无侧限抗压强度试验,研究了不同龄期下水泥复合土的无侧限抗压强度变化规律,运用SPSS软件建立了无侧限抗压强度的多元线性回归分析模型.试验结果表明,废弃混凝土颗粒掺量存在适宜区间,适宜区间随着水泥掺量的增加而向数轴右侧移动;加入过低掺量的废弃混凝土颗粒会降低水泥复合土的抗压强度,随着废弃混凝土颗粒掺量增加,废弃混凝土颗粒形成骨架支撑,使抗压强度上升;当掺入废弃混凝土颗粒超过适量值后,抗压强度反而降低;水泥复合土强度后期增长潜力大,在28~60 d龄期区间可维持0.14 MPa/d的高速增长.其研究成果可为水泥土拓展新的应用方向,提供有效解决废弃混凝土堆放问题的新思路和研究数据.     

风积沙混凝土收缩变形的试验研究

本文选取内蒙古库布齐沙漠的风积沙进行风积沙混凝土的收缩变形试验研究.为了探讨风积沙掺量对混凝土收缩变形的影响,按照实验室配合比,将搅拌好的混凝土制成100 mm× 100 mm× 515 mm的棱柱体试件.在自然养护条件下,采用非接触式混凝土收缩变形测定方法试验不同风积沙掺量下3d内的收缩变形,同时进行无侧限抗压强度与劈裂强度试验,得到表征风积沙混凝土收缩变形规律的收缩率曲线.结果表明,随着风积沙掺量的增加,风积沙混凝土的收缩变形逐渐增大.     

聚乙烯醇纤维掺量对水泥胶砂力学性能的影响

为了研究聚乙烯醇(PVA)纤维的掺量对水泥胶砂力学性能的影响,采用硫铝酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、聚乙烯醇纤维等材料制备40 mm×40 mm×160 mm胶砂试件,通过流动度试验、抗折试验、抗压试验测试7组试件的力学性能。试验结果表明,随着纤维掺量的增加,胶砂的流动度逐渐降低。抗折、抗压试验中,试件的抗折强度均比不加纤维的有不同程度提高,掺加质量分数0.20%的PVA纤维的试件3、7、28 d的抗折强度均最大;试件的抗压强度和抗折强度的变化规律相同。韧性数值表明,试件在龄期为3 d的测试结果呈上升趋势,龄期为7 d和28 d呈下降趋势。经综合比较,PVA纤维质量分数为0.20%时,试件的力学性能最佳。     

单轴受压下水泥土全应力-应变关系曲线研究

为研究水泥土的力学性能和方便工程应用,采用内蒙古黄河灌区周边典型的粉质土配制水泥土,并进行了不同水泥掺入比5％,10％,15％和20％,不同养护龄期7d、14d、21 d、28 d、60d和90d下的无侧限抗压强度室内试验,得到了大量应力-应变关系曲线.通过采用Matlab可视化曲线拟合工具界面cftool进行分析,建立了一种全新的水泥土应力-应变关系的非线性模型,该模型采用logistic函数拟合曲线的上升段,采用复合双曲线函数拟合曲线的下降段.研究结果表明:该非线性模型简单实用,能够很好地与试验数据进行吻合,并较传统的非线性模型拟合效果更好.     

减水剂影响下水泥土力学与渗透特性研究

为了研究水泥土在外加剂作用下的强度与渗透特性,综合考虑含水率、水泥掺量、减水剂含量与粉煤灰掺量等因素的影响,基于正交设计方法进行一系列试验研究,得到了龄期为3 d、7 d和28 d时水泥土的无侧限抗压强度和渗透系数,以及各个因素对其影响的规律,并利用SPSS软件对它们之间的关系进行了拟合.试验结果表明:这4种因素对水泥土抗压强度及渗透系数影响的主次顺序均为:含水率→水泥掺量→减水剂含量→粉煤灰掺量.随含水率增加,水泥土抗压强度逐渐降低,渗透系数不断增大;而水泥掺量的影响趋势则与之相反;随试样中减水剂含量增加,其抗压强度和渗透系数分别呈下开口抛物线和"V"形变化,在实际工程中需根据相应工程目标并结合现场试验确定最佳掺入量;在水泥土中掺入适量粉煤灰对其强度无明显影响,但是可降低水泥土的渗透性,在龄期较短时更为显著.     

磷石膏对水泥稳定碎石基层性能影响研究

为掌握磷石膏对水泥稳定碎石基层性能的影响,通过制备不同磷石膏用量的水泥磷石膏稳定碎石试件,并结合室内试验对其无侧限抗压强度、抗压回弹模量和抗裂性能进行研究。研究表明:随着水泥用量增加,水泥磷石膏稳定碎石7d无侧限抗压强度、抗压回弹模量和干缩应变均逐渐增加;随着磷石膏用量增加,水泥磷石膏稳定碎石7d无侧限抗压强度和抗压回弹模量呈先增加后减小趋势,在用量为6%时性能最好,干缩应变则逐渐降低,抗裂性能变好;磷石膏水化过程随龄期增长逐渐深入,故龄期越长其对水泥磷石膏稳定碎石的强度指标提高作用越明显;采用6%磷石膏取代1%水泥制备的水泥磷石膏稳定碎石强度指标和抗裂性能较好。     

聚丙烯酰胺对水泥土抗裂性能影响试验研究

研究聚丙烯酰胺对水泥土抗裂性能的影响可以为水泥土材料在工程建设中的应用提供一定的参考.配制15％水泥掺量和3％、5％、7％、10％聚丙烯酰胺掺量的水泥土试件共45组,在常温下进行无侧限抗压强度试验,分析得出不同掺量下的聚丙烯酰胺对水泥土强度的影响规律.在此基础上,采用扫描电镜分析水泥土的微观结构变化,探讨聚丙烯酰胺对水泥土抗裂性能的影响机理.结果表明,水泥土强度随着聚丙烯酰胺掺量的增加呈现出先升后降的趋势,在掺量为3％ ～5％时水泥土强度达到最优;水泥土抗裂性能的提高对聚丙烯酰胺存在一个适当掺量.     

水泥稳定碎石-煤矸石混合料性能试验研究

将煤矸石最大限度地应用于高等级路面基层是一项重要的利用途径.首先研究了煤矸石的物化特性,其次采用部分煤矸石替代2.36～13.2 mm范围内的普通碎石,选用5.5％的水泥剂量,依据煤矸石、碎石的不同掺量设定了8组级配混合料,进行室内7d无侧限抗压强度试验;最后对3组优选级配混合料进行力学性能试验研究.结果 表明:煤矸石性能良好,采用26％ ～ 30％的碎石1号料,煤矸石利用量可达到35％ ～47％,且混合料的7d无侧限抗压强度满足规范中高等级路面基层的要求;经过标准养生28 d和90d的混合料抗压强度、抗压回弹模量、劈裂强度和劈裂回弹模量均能满足规范要求,该混合料可用于高等级路面基层.     

水泥掺入比和龄期对水泥土强度的影响

通过水泥土的室内试验,针对水泥土的无侧限抗压强度同龄期、掺入比以及水泥等级的实际关系进行分析,希望能够了解水泥掺入比与龄期对于水泥土强度产生的影响。     

聚丙烯酰胺对水泥土强度影响的试验研究

本文通过对不同聚丙烯酰胺掺量水泥土的无侧限强度试验,研究了聚丙烯酰胺对水泥土强度的影响规律,并结合电镜扫描试验,从微观上分析了聚丙烯酰胺对水泥土强度的影响机理,希望能为水泥土的工程应用提供一定的参考.研究表明:水泥掺量为10％时,水泥土抗压强度随着聚丙烯酰胺掺量的增加呈先升后降的变化趋势,掺入适量的聚丙烯酰胺可有效提高水泥土的抗压强度,并且存在一个最优掺量.     

循环荷载下钢渣砂浆的压敏特性研究

为研究钢渣掺量对钢渣砂浆强度特性的影响及钢渣砂浆压敏性在循环荷载下的变化规律,对不同钢渣掺量、不同龄期的钢渣砂浆进行无侧限抗压强度测试,分析了循环荷载下抗压强度范围内电阻率变化率随应力变化的规律.结果表明:钢渣砂浆无侧限抗压强度随钢渣掺量的增加而降低,随龄期的增加而增加;此外,在电阻率测试及压敏性分析时,由于电阻率受电流频率影响较大,建议选用50 kHz作为取值频率;当应力变化在无侧限抗压强度范围内时,电阻率变化率幅度随养护龄期的增加逐渐减小,其变化率可由养护7 d时的-4.83％降至28 d时-3.16％,同时变化幅度随钢渣掺量的增加逐渐增大.     

基于灰色Verhulst模型对粉煤灰水泥土的强度研究

通过对固定水泥掺入量6%的黄土状土,分别掺入5%、10%、15%、20%的粉煤灰,采用无侧限抗压强度试验测定在7d、14d、21d、28d、35d、49d等六个龄期时,各类试样的无侧限抗压强度,并依据灰色Verhulst模型,对试验数据建立预测模型,参考短缺时间内,各类试样的强度变化规律,预测较长时期各类粉煤灰水泥土的无侧限抗压强度发展趋势,同时还预测了试验采用的各类粉煤灰水泥土稳定后的固化强度分别为2.85MPa、3.05MPa、3.67MPa、3.50MPa、2.46MPa。