盐水与冻融耦合作用对玄武岩纤维水泥土性能影响研究

冻融循环作用与外界环境的侵蚀是影响水泥土强度的主要因素,探索如何提高水泥土在寒冷地区盐水侵蚀环境下的强度及其发展规律是一个重要的课题。通过盐冻试验和无侧限抗压强度试验,研究了玄武岩纤维水泥土在不同溶液(3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液、3.5%Na₂SO₄溶液、3.5%(NaCl+Na₂SO₄)混合溶液、清水)与冻融循环作用耦合下的力学性质与表观特征,探讨了养护温度、侵蚀溶液类型、冻融循环次数等变量对水泥土性能的影响。在此基础上,采用Logistic生长模型,对不同环境下水泥土试块的强度进行回归分析。研究结果表明:低温养护环境会抑制水泥土强度的发展;随着冻融次数的增加,试块出现了不同程度的质量损失、表面破坏,以及无侧限抗压强度降低的现象;在相同冻融次数下,玄武岩纤维水泥土的破坏程度由强到弱依次为硫酸盐冻＞混合盐冻＞氯盐冻＞水冻;而掺入玄武岩纤维可使水泥土经历更多次的冻融循环,有效降低强度损失率,提高水泥土的抗冻性;通过回归分析,得到不同试验组的强度衰减模型和预期强度。     

冻融循环下水泥石灰改良软土力学特性试验研究

为研究冻融循环对水泥石灰改良软土力学特性影响,通过不同冻融次数的无侧限抗压强度试验和直剪试验,得到了水泥及石灰剂量和冻融次数对改良软土力学特性影响规律。结果表明:水泥石灰改良软土冻胀率分别与水泥剂量、石灰剂量负相关,且冻融3次后冻胀率达到最大值后逐渐减小;无侧限抗压强度随冻融次数增加递减,冻融7次后抗压强度逐渐收敛;随着水泥剂量的提高,改良土抗压强度经历相同冻融次数后抗压强度减小速率逐渐趋向稳定,冻融10次后抗压强度较未冻融的改良土抗压强度分别平均降低了57%～63%;同一冻融次数下,各石灰剂量改良土内摩擦角随水泥剂量提高呈线性增长,3%石灰剂量改良土黏聚力与水泥剂量线性相关。     

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.     

黏性土和纤维对风积沙改性土热膨胀特性的影响

风积沙改性土的热膨胀特性对评价风积沙改性土路基温度稳定性至关重要.通过在风积沙中掺入不同质量的水泥、黏性土或聚丙烯纤维制成不同配比的改性土,测试改性土的热膨胀系数,研究外加材料的掺入量对改性土热膨胀特性的影响.试验结果表明:改性土的平均线膨胀系数随着水泥掺入量的增加总体呈增大趋势,随着聚丙烯纤维掺入量的增加而减小,随着黏性土掺入量的增加而增大.聚丙烯纤维的掺入可有效降低改性土的热膨胀系数.研究成果可为进一步优化改性土提供研究方向,为高温差沙漠地区工程建设中风积沙改性土温度裂缝的控制提供试验依据.     

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.     

电阻率法对硫酸影响水泥土力学性能的初步研究

环境污染对水泥土力学性能的影响已引起了人们的重视.本文以硫酸污染为例,通过不同浓度硫酸溶液对水泥土的侵蚀,采用电阻率法研究了电阻率与溶液浓度、抗压强度之间的关系.结果表明,受硫酸溶液侵蚀后,水泥土电阻率、孔隙水电阻率、水泥土抗压强度均随着溶液浓度的增加而减小,水泥土抗压强度与水泥土电阻率成正比.然后在无侧限抗压强度试验的基础上,推导出了硫酸污染地区水泥土桩身强度侵蚀性修正系数.最后提出了通过硫酸溶液电阻率来评价水泥土侵蚀程度的方法.     

胡敏酸对冲洪积黏性土强度影响的试验研究

为了探讨胡敏酸对冲洪积黏性土强度的影响效果,采用在冲洪积黏性土中添加胡敏酸配制不同胡敏酸含量的试样土,并控制土样试件的孔隙比与含水量.通过对养护时间为28 d和90 d试样进行无侧限抗压强度测试,分析试样土中胡敏酸含量对试样土无侧限抗压强度的影响,探讨其对试样土无侧限抗压强度影响的变化趋势.试验结果表明,随着胡敏酸掺入量的增加试样土无侧限抗压强度呈现出降低趋势,其峰值应力对应的应变逐渐降低;当掺入量在10％内逐渐增加时,其无侧限抗压强度快速下降,掺入量在10％ ～25％之间逐渐增加时,其无侧限抗压强度降速率明显减慢;在胡敏酸掺入量相同时,试样土的无侧限抗压强度随着养护时间的增长稍有增大的趋势;另外,随着胡敏酸掺入量的增加试样土触变性逐渐降低.     

固化淤泥土的干湿循环劣化特征

干湿循环作用将对固化淤泥土造成持续的侵蚀和劣化效应.基于无侧限抗压强度试验和固结试验等宏观试验方法,和电镜扫描分析、压汞孔隙分析和氮吸附孔隙分析等微细观分析手段,探索了干湿循环作用下固化淤泥土的宏观指标衰减规律和微细观侵蚀特征.宏观试验结果表明:经历18次干湿循环作用,固化淤泥土的初始孔隙比降低10％,无侧限抗压强度降低13％,弹性模量降低62％,破坏应变增加1.12倍,压缩模量减小32％.微细观分析结果表明:固化骨架被侵蚀成蜂窝状,固化骨架与填充其间的黏土颗粒发生剥离而产生微裂隙,黏土颗粒发生重组和扩容.固化骨架因为黏土颗粒的剥离和重组而失去支撑,是固化淤泥土干湿循环劣化的主要驱动来源.     

初始含水率对石灰改性黏土强度的影响及微观机理研究

为研究不同初始含水率下石灰改性黏土的无侧限抗压强度随时间的发展规律，基于击实试验确定的最佳含水率，制备不同含水率的石灰改性黏土试件进行无侧限抗压强度试验，分析初始含水率对石灰改性黏土的影响及机理。结果表明：无侧限抗压强度峰值点对应的含水率为23%,与击实试验确定的黏土最佳含水率20%不一致，较最佳含水率高3%左右；不同初始含水率下，石灰改性黏土的无侧限抗压强度受到黏结强化与水膜弱化的双重影响，且黏结强化与养护时间有关，随着养护时间的增加大致呈现为增强趋势；从微观结构来看，掺加石灰后，黏土的微观颗粒与微观孔隙均变小，颗粒黏结增强；与含水率20%石灰改性黏土相比，含水率23%的石灰改性红黏团聚体数量变多，石灰与黏土矿物的反应更为充分。     

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.