钢纤维水泥土力学性能室内试验研究

通过对钢纤维水泥土试样的室内试验,研究了钢纤维水泥土的无侧限抗压强度、变形模量随参数不同的变化规律,为钢纤维水泥土的应用提供参考依据.     

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.     

应变控制下水泥土动静力特性试验

为了研究循环荷载下水泥土的动静力特性,通过GDS振动三轴仪进行应变控制下的静力和逐级循环加载试验.静力试验表明:应变速率越大,水泥土强度越大,应变速率为5%时的峰值应力相对于being0.05%时提高了47.57%;掺入比决定水泥土应力-应变关系曲线的软化或硬化型式.通过逐级循环加载试验,进一步分析水泥土的应力-应变关系和动模量的发展规律,通过对双曲线模型的修正,建立描述水泥土应力-应变关系的经验模型.该模型共有3个参数,论述了各个参数的物理意义和确定方法,结果表明,本文模型简单实用,能够较好地反映水泥土的应力-应变关系.     

卸载作用下淤泥质黏土流变规律试验研究

利用常规压缩仪对上海饱和淤泥质软土进行一维分级卸载实验,得到淤泥质黏土在卸载作用下的应力应变关系,及回弹变形与回弹模量的时效性规律.试验结果表明,回弹变形与卸载比近似呈线性关系;土样在卸载瞬间,回弹速率最大,其后随时间迅速衰减;回弹模量随时间近似呈指数衰减,可用指数方程进行归一化拟合;卸载后的回弹模量远大于压缩模量,其最小比值介于2～7之间.     

水泥土桩承载特性的有限元分析

采用大型ANSYS有限元软件,对柔性基础下水泥土桩的桩身轴向应力、桩侧摩阻力以及桩土应力比进行了计算,讨论了桩体模量、桩长、土体模量以及垫层模量对水泥土桩的桩身轴向应力以及桩侧摩阻力的影响。比较有限元分析与理论计算结果,两者具有较好的一致性。     

水泥土桩承载特陛的有限元分析

采用大型ANSYS有限元软件,对柔性基础下水泥土桩的桩身轴向应力、桩侧摩阻力以及桩土应力比进行了计算,讨论了桩体模量、桩长、土体模量以及垫层模量对水泥土桩的桩身轴向应力以及桩侧摩阻力的影响.比较有限元分析与理论计算结果,两者具有较好的一致性.     

冻融循环下粉质黏土的动力损失模型

通过冻融循环后的粉质黏土的动三轴试验,研究了粉质黏土作为路基填料的动力特性,得出了动强度和循环荷载次数及冻融循环次数的数量关系和动模量与冻融循环次数的关系曲线。建立了动模量损失模型,能够预测每一次冻融循环后的动强度和最大动模量。通过与试验对比可知,预测模型具有较高的精度,可以用来评估冻融循环对粉质黏土路基使用寿命的影响。     

夯实水泥土桩复合地基承载特性分析

基于夯实水泥土桩复合地基载荷试验的结果,分析了复合地基在竖向荷载作用下垫层、桩及桩间土的共同作用机理,假设桩侧摩阻力分布形状,建立夯实水泥土桩复合地基的分析模型,考虑复合地基中桩、土变形协调,提出了一种计算复合地基桩土应力比的方法.利用该方法对夯实水泥土桩复合地基在竖向荷载作用下的承载特性进行深入研究,重点分析了垫层模量、桩端持力层模量、桩土相对刚度比、桩长径比对桩土应力比的影响.结果表明:夯实水泥土桩复合地基中垫层的模量对桩土应力比的影响要远大于桩端土持力层的模量;桩长径比的增加会使桩土应力比趋于一定值,说明复合地基中临界桩长的存在;增大桩长并同时提高桩土相对刚度比能显著提高桩土应力比.     

盘锦地区软土变形参数的试验

通过螺旋板载荷试验确定地基土的变形模量,并使之与压缩模量建立一定的关系;通过进行深度对地基土压缩模量、变形模量的影响分析,得出：压缩模量和变形模量随深度加深而增大;通过进行载荷板面积对变形模量的影响分析,得出：变形模量随着载荷板宽度和载荷大小而变化．同时对等效变形模量进行非线性分析,得到4个参数,从而为盘锦地区的勘察工作提供可靠的依据．     

盘锦地区软土变形参数的试验

通过螺旋板载荷试验确定地基土的变形模量,并使之与压缩模量建立一定的关系;通过进行深度对地基土压缩模量、变形模量的影响分析,得出:压缩模量和变形模量随深度加深而增大;通过进行载荷板面积对变形模量的影响分析,得出:变形模量随着载荷板宽度和载荷大小而变化.同时对等效变形模量进行非线性分析,得到4个参数,从而为盘锦地区的勘察工作提供可靠的依据.     

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.     

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.     

普通混凝土抗冻耐久性研究

以水灰比为0.60,0.55,0.50,0.45和0.40的普通混凝土抗冻耐久性为研究内容,用混凝土相对动弹性模量和质量损失率来表征冻融过程中性能劣化状况.通过试验得出：随着冻融循环次数的增加,相对动弹性模量基本上呈直线变化,而质量损失率在循环初期,随水灰比不同,呈不同变化趋势,后期质量都减小.     

初凝后水泥浆体的弹性模量研究

在复合材料力学理论与流变学开尔文模型基础上建立了一个用以描述水泥浆体水化早期弹性模量成长的模型.该模型从微观角度出发,在假设水泥颗粒与水化产物为圆球状且水泥浆体形成的孔结构为圆孔形的基础上,应用线弹性理论与有孔介质力学理论研究随着时间的增加、水化度不断增大的情况下,硬化水泥浆体的有效弹性模量.将该有效弹性模量与流变学开尔文模型理论结合起来得出初凝后水泥浆体弹性模量时变方程.研究结果表明:该模型可用于描述水泥浆体初凝后的弹性模量变化,且其变化规律与精度和实验数据符合良好.     

水泥混凝土路面面板厚度电算程序开发

依据现行规范，针对水泥混凝土路面厚度设计计算复杂且精度不高的特点，编制了一个一体化的计算程序，利用VB.NET面向对象设计的特征，通过交通量计算模块、基层顶面当量模量计算模块、路面计算模块，完成对水泥混凝土路面面板厚度的计算，提高了水泥混凝土路面厚度的计算精度并极大地减少了人工作业量。     

应用纳米压痕技术测试水泥粒子的弹性模量

应用纳米压痕技术实测了水泥粒子的弹性模量，并对试样制备技术进行了研究，分析了合理的样本数量。研究表明：应用酚醛树脂镶嵌水泥粒子后再进行磨光、抛光和超声波清洗等工艺可制得表面光洁度符合纳米硬度仪要求的试样；假定水泥粒子的弹性模量服从正态分布，其样本均值为17．4GPa，具有95％保证概率的置信区间为[14．7GPa，20．1GPa]，选取20个测试点即可得到较为可靠的数据。