污水环境对水泥土力学性能的影响试验研究

由于多数地下水泥土工程直接与地下腐蚀性介质环境接触,必将导致水泥土材料的逐步劣化甚至失效破坏。以某市区工地附近明渠排放的污水作为侵蚀性介质,制作了不同水泥掺量的水泥土试件,通过对比试验,研究了污水环境和清水环境下不同水泥掺量、不同龄期的水泥土抗压强度和抗剪强度。结果表明,在污水或清水环境下,相同水泥掺量水泥土30 d龄期的抗压强度几乎相等,随着龄期的增加其抗压强度均逐步增大,但污水环境下其抗压强度增长的幅度明显小于清水环境,90 d后清水环境的水泥土抗压强度不再增长,而污水环境的抗压强度开始降低;污水环境和清水环境下的水泥土内摩擦角和黏聚力随龄期、水泥掺量的增加均逐步增大,污水环境下龄期90 d后的内摩擦角和黏聚力均开始降低。     

场地形成的水泥土的劣化室内模拟试验

利用室内模拟试验研究了养护时间和水泥掺量对青岛胶州湾海相软土场地形成的水泥土的劣化影响。根据贯入阻力与贯入深度的关系曲线特征定义了劣化深度。试验结果表明,海水环境下水泥土的劣化进展较快;劣化深度随着养护时间的增加而增大;随着水泥掺量的增加,水泥土强度明显增加,同时水泥土的劣化深度显著减小;水泥土中的Ca2＋呈现由深到浅浓度逐渐降低的趋势,Mg2＋浓度变化则随着深度的增加逐渐减小。     

氯化钠腐蚀及干湿循环条件下水泥土的力学特性

为了研究复杂环境条件下水泥土的力学特性,设计了水泥土室内试验,研究了不同浓度氯化钠溶液及干湿循环侵蚀条件下水泥土的强度变化规律,得到了水泥土的应力-应变曲线以及无侧限抗压强度随腐蚀时间、氯化钠浓度及干湿循环次数的变化规律.结果表明,随着腐蚀时间、氯化钠溶液浓度以及干湿循环次数的增加,水泥土无侧限抗压强度逐步降低,且在氯化钠溶液和干湿循环双重条件侵蚀作用下对水泥土无侧限抗压强度的影响相比氯化钠溶液侵蚀条件下更为明显.     

酸碱环境下硫酸钠侵蚀对水泥土的力学特性影响

为了探究硫酸钠对不同酸碱环境中水泥土构件的腐蚀情况,采用正交试验以不同浓度的硫酸钠溶液来养护水泥土,分析水泥土经酸碱溶液与硫酸钠腐蚀后的强度变化规律,以及在一定范围内各因素对水泥土强度劣化的影响程度,并拟合水泥土强度随各因素的变化曲线.通过对试验结果进行极差和方差分析,在不同酸碱条件下对水泥土强度影响最大的为水泥掺量,其次为养护龄期,硫酸钠溶液影响最小.利用试验数据建立水泥土强度与三因素的回归方程,可以对实际工程中相应条件下水泥土强度预测提供试验依据.     

橡胶水泥土电阻率的变化规律

目的 研究不同因素对橡胶水泥土的电阻率的影响.方法 利用二相电极法在室内测试橡胶水泥土的电阻率.结果 随着水泥掺量的增加,橡胶水泥土的电阻率呈递增趋势;随着橡胶粉掺量的增加,橡胶水泥土的电阻率呈递减趋势.大粒径橡胶粉对橡胶水泥土电阻率的影响大于小粒径橡胶粉.结论 橡胶水泥土电阻率与橡胶水泥土无侧限抗压强度在适当的水泥掺量和橡胶掺量的情况下存在很好的相关性.可以通过对橡胶水泥土电阻率的测定来推算橡胶水泥土无侧限抗压强度的变化规律.     

Ca(OH)2对低掺量水泥土的强度影响

用低掺量水泥加固3种不同的土进行室内试验研究,测试了不同Ca(OH)2掺量及不同龄期下3种水泥土的无侧限抗压强度。分析了随Ca(OH)2掺量的增加,不同龄期的3种水泥土无侧限抗压强度变化规律及原因。试验结果表明:水泥红粘土强度随Ca(OH)2掺量的增加提高最为明显,粉质粘土次之,砂土最弱。分析原因是由于土体的细度对水泥土强度影响较大。土体越细,土体中粘土矿物越多,Ca(OH)2掺量的增加促进了更多的离子交换作用和火山灰作用的发生,从而提高了水泥土强度。试验所用的3种土中红粘土最细,所以水泥红粘土强度随Ca(OH)2掺量的增加提高最为明显。     

橡胶水泥土模量与泊松比的变化规律

为了研究水泥掺量、橡胶粉掺量、橡胶粉粒径等因素对橡胶水泥土力学指标的影响规律,配比制作了橡胶水泥土试块,测定了纵横两个方向应力应变曲线,通过计算得到了橡胶水泥土的弹性模量、变形模量和泊松比.试验结果表明:随着橡胶粉掺量的增加,橡胶水泥土模量呈降低趋势,其降低速率递减;随着水泥掺量的增大,橡胶水泥土模量增高,但增量基本呈递减趋势.橡胶水泥土模量介于弹性上限Voigt模型和下限Reuss模型之间.橡胶水泥土的泊松比随着橡胶粉掺量的增加而增加.通过合理控制橡胶粉掺量,能够改善水泥土的力学性能,进而达到改良水泥土的目的.     

侵蚀环境下水泥土强度及微结构变化规律研究

通过室内模拟,研究水泥土在侵蚀环境下强度变化,在指定龄期取出土样测定其剪切强度,拍摄对应的微结构图像,从而了解侵蚀溶液对水泥土的侵蚀机理。研究结果表明:侵蚀溶液作用下同时期水泥土强度均小于自然养护方式下水泥土强度;随着侵蚀日期的增长,HCl溶液、Na2SO4溶液及NaCl溶液作用下的水泥土强度呈继续下降趋势,无污染水及NaOH溶液作用下水泥土强度呈上升趋势;水泥土的侵蚀主要来自于Cl-和SO42-,同时SO42-对水泥土的侵蚀作用比Cl-更显著;水泥土微结构量化参数随着侵蚀时间的增长均发生了显著变化,且具有一定的规律性,证明水泥土侵蚀强度与微结构量化参数有显著的相关性,建立了侵蚀环境下水泥土抗剪强度指标与微结构参数的线性回归关系式。     

橡胶水泥土的抗冻性能

为了研究橡胶粉掺量、水泥掺量、橡胶粉粒径、养护方式以及龄期等因素对橡胶水泥土抗冻性能的影响,设计了初期受冻和冻融循环两类试验.试验表明：初期受冻对后期橡胶水泥土抗压强度没有影响,橡胶水泥土负温条件下抗压强度增长率高于水泥土;冻融循环初期,橡胶水泥土抗压强度呈增大趋势,峰值约出现在第15次循环;随着橡胶粉掺量的增加,抗压强度降低,橡胶粉掺量为10%的橡胶水泥土受冻融循环影响较小;随着水泥掺量的增加,抗压强度变大;对于试验选取的两种橡胶粉粒径,含粒径大的橡胶水泥土抗冻效果较好.     

粉煤灰混凝土渗透相关性的试验研究

设计水胶比为0.40,粉煤灰分别代替5种不同质量水泥的混凝土,以自制的设备测定水和气体渗透系数,用直流电量法测定氯离子扩散系数并通过MIP测定孔隙率及孔径分布。结果表明:当粉煤灰掺量小于30%时,试验混凝土的水、气渗透系数及氯离子扩散系数均随着掺量的增加而降低,但降低混凝土的水渗透性和气体渗透性及氯离子扩散系数的最佳掺量不同;粉煤灰混凝土三种渗透性之间有较好的相关性,其中气体渗透系数与氯离子扩散系数的相关性更好。     

橡胶水泥土强度特性与机理的试验研究

为了改良水泥土,提出将土、橡胶粉、水泥等强制搅拌形成新型水泥土复合体-橡胶水泥土(RCS).通过对橡胶水泥土应力-应变曲线、无侧限抗压强度的试验测试,得到了水泥掺量、橡胶粉掺量、橡胶粉粒径等因素对橡胶水泥土强度的影响并分析了内在机理.橡胶水泥土的应力-应变曲线发展基本经历弹性、弹塑性及塑性3个阶段,峰值应变高于水泥土.橡胶水泥土强度随着水泥掺量的增大而提高,随着橡胶粉掺量的增加而降低;粒径对橡胶水泥土强度的影响与水泥掺量有关,可能存在最优粒径问题.试验表明橡胶粉在水泥土中充当软性弹性体的作用,能够缓和内部原生裂纹的发生与扩展,因而改善和提高水泥土的塑性变形性能.     

水泥复合土的压缩模量试验

为了改善水泥复合土的力学特性,在水泥复合土形成时添加了膨润土和粉煤灰,设计了水泥复合土的配合比;采取正交试验方法,进行了水泥复合土的压缩模量试验;利用极差分析和方差分析的方法研究了水泥掺量、膨润土掺量和粉煤灰掺量对水泥复合土压缩模量的影响.结果表明:随着水泥掺量的增加,水泥复合土的压缩模量逐步增大,而随着膨润土掺量和粉煤灰掺量的增加,水泥复合土的压缩模量均逐渐降低.水泥掺量对水泥复合土压缩模量的影响最大,膨润土掺量的影响次之,粉煤灰掺量的影响偏小.     

玻璃纤维水泥土无侧限抗压强度特性研究

鉴于纤维的韧性和水泥的强度特性,将分散的纤维和水泥均匀掺入土体中形成纤维水泥土.通过一系列无侧限抗压强度试验,主要研究纤维掺量、水泥掺量和龄期对纤维水泥土无侧限抗压强度特性的影响.试验结果表明:纤维能有效提高素黏土和水泥土的无侧限抗压强度和韧性,当纤维掺量为0.6%时,两者的无侧限抗压强度达到峰值,然后随纤维掺量的增加而降低;纤维水泥土的无侧限抗压强度随养护龄期的增加而提高,28d达到峰值并趋于稳定;在纤维最佳掺量0.6%和水泥掺量8%条件下,纤维水泥土的无侧限抗压强度可提高到素黏土的13倍.     

膨润土对双轮铣水泥土搅拌墙体强度和渗透特性的影响

膨润土浆液常作为地下工程双轮铣水泥土搅拌墙（CSM）的铣削液来改善土体搅拌均匀性和维持槽壁稳定。通过室内试验研究膨润土水泥土试样无侧限抗压强度和渗透系数等特性随膨润土掺入量的变化情况,并结合压汞试验分析掺入膨润土对水泥土微观孔隙特征的影响,探讨掺入膨润土后试样孔隙比的变化与水泥土试样无侧限抗压强度和渗透系数的内在关联。结果表明,掺入膨润土可显著降低水泥固化砂土和粉土的渗透系数;掺入膨润土还能提高无侧限抗压强度,砂土试样的无侧限抗压强度增幅较水泥固化粉土试样更大;固化土无侧限抗压强度和孔隙比与水泥掺量的比值近似呈幂函数关系;膨润土能有效填充孔隙,同时与水泥水化产物发生化学反应,改变水泥土孔隙分布;掺入适量的膨润土可改善水泥土试样承强防渗效果,在固化粉土和砂土试样中膨润土的适宜掺入量分别为5%和2.5%~5%。     

水泥稳定路基土力学特性研究

为探究稳定固化路基土的强度受水泥掺量和围压的影响程度,通过室内无侧限抗压强度试验与三轴压缩试验,得到水泥稳定路基土的单轴抗压强度、黏聚力、内摩擦角等力学参数和各因素对水泥稳定路基土力学性质变化规律的影响。采用回归分析法研究了无侧限抗压强度和稳定剂的相关性,给出了抗压强度与水泥掺量的拟合公式用于预测水泥的合理掺量范围。结果表明:水泥稳定路基土在一定水泥掺量范围内,随水泥掺量的增加,无侧限抗压强度、剪切应力、残余强度均增大,黏聚力先显著增大后略微下降,内摩擦角上下略微波动;剪切峰值应力与残余强度随围压增大显著增大。     

一种新型水泥固化土的试验研究

通过三轴试验、直剪试验和压缩试验,对一种掺有添加剂的新型水泥固化土进行了研究. 在100、200、300 kPa的围压下,对3种不同配方的水泥土试样：普通配方(水泥掺入量15%)、新配方(水泥掺入量11%,添加剂掺入量0.15%)和增强配方(水泥掺入量15%,添加剂掺入量0.15%)进行三轴固结不排水剪切试验,结果表明,添加剂能显著提高水泥土的强度,围压增大对普通配方水泥土强度的影响不显著,而新配方和增强配方水泥土的强度分别提高了20%和26%,新配方水泥土的峰值强度比普通配方高40％,增强配方水泥土的峰值强度又比新配方高60％;３种配方的水泥土和水泥土-土复合试样直剪试验结果表明,添加剂能显著提高水泥土的抗剪强度,且抗剪强度与垂直压力成正比,3种配方水泥土的抗剪强度-垂直压力曲线基本平行.压缩试验结果表明,添加剂对水泥土压缩性的影响不显著.根据三轴试验结果,建立了掺入复合添加剂的新型水泥固化土的本构模型,该模型摆脱了传统流动法则的束缚,经试验验证更加符合水泥土的实际情况,模型还表明主应力对塑性变形有较大的影响.     

水泥外加剂对红黏土强度的影响

对桂林市雁山区某工地红黏土进行烘干,分别在不同水泥掺入比以及不同含水率下进行快剪试验。为找出水泥改良红黏土的最佳条件,研究了相同含水率条件下,红黏土的抗剪强度与水泥掺量的关系;相同水泥掺量条件下,红黏土抗剪强度与含水率之间的关系。试验表明,相同含水率下,水泥土的抗剪强度随水泥掺入比的增加而增大;而在相同水泥掺入比情况下,水泥土的抗剪强度随含水率的增加而减小。将试验数据进行直线拟合绘制图表分析,以此来找出较为合适的水泥掺量及含水率。结果表明,水泥掺入比在９％ ～１３％,含水率为４０％时,土的抗剪强度增加最为明显。     

聚丙烯纤维对水泥土抗拉性能探究

研究在水泥土中添加聚丙烯纤维对水泥土抗拉强度的影响,主要对聚丙烯纤维掺量、长度以及养护龄期对水泥土抗拉性能影响进行了试验分析.试验表明:纤维掺量在一定范围内提高了水泥土抗拉强度,1%时出现峰值,强度提高了34%,掺量过多反而对抗拉产生不利影响.在一定纤维掺量下,随着纤维长度的变化,水泥土抗拉强度呈现出先增后减的趋势,最优长度确定为12mm,试件尺寸为100mm的立方体.     

杭州富水粉砂水泥土HSS模型参数实验研究

基坑开挖数值模拟分析常采用小应变硬化模型（HSS模型）模拟土体,搅拌桩等常用基坑加固措施均涉及水泥改性土。针对杭州富水粉砂土及其水泥改性土（水泥掺量分别为8%,16%,24%）,进行了标准固结实验、三轴固结排水剪切实验、三轴固结排水加卸载实验和共振柱实验等系列室内实验,获得了粉砂土及其水泥土的HSS模型参数,结果表明HSS模型中的强度和模量相关参数均随着水泥掺量的增加而增大。特别明确了粉砂土及其水泥土固结切线模量E■、三轴切线模量E■和加载模量E■之间的比例关系,并和已有文献的相关数据进行了对比分析,证明了笔者实验结果的可靠性。     

工程用镍铁渣粉水泥土三轴试验研究

为了研究掺入镍铁渣粉对水泥土力学性能的影响,采用应变控制式三轴仪对掺镍铁渣粉水泥土试样进行了不同围压下的固结不排水剪切试验,测得水泥土的应力-应变曲线及抗剪强度参数等力学指标,探讨不同围压和龄期对镍铁渣粉水泥土的应力-应变关系及剪切破坏形式的影响规律.研究结果表明:不同围压下镍铁渣粉水泥土的主要破坏形式为脆性破坏,与基准组水泥土相比,掺镍铁渣粉水泥土的黏聚力在7 d龄期时会出现较大的下降,随着龄期的增加,其黏聚力的下降率会逐渐减小,60 d龄期时其黏聚力接近基准组水泥土;镍铁渣粉可部分替代水泥用于软土固化工程.