察尔汗盐湖地区盐渍土微观结构及其力学特性

为探明察尔汗盐湖区盐渍土的微观结构特征及其力学特性,对原状氯盐渍土进行电镜扫描、力学强度试验,从微观结构上分析了盐渍土的力学特性,提出了察尔汗盐湖区盐渍土微结构的连结形式,并将研究结果与新疆板块状盐渍土相关研究成果进行了对比。结果表明: (1)盐渍土微结构连结有三种形式:①点接触,②堆叠接触,③晶体胶结;(2)不同含盐量的盐渍土微观结构形式不同。盐晶体的胶结作用是影响其力学特性的显著因素;(3)无侧限抗压强度显著变化的含盐量拐点为45.74%;(4)青海察尔汗盐湖盐渍土属细粒土,其颗粒胶结作用随含盐量的增加而增强,其力学特性也在不断提高。而新疆板块状盐渍土属粗粒土,土颗粒胶结作用和力学强度随着含盐量的增加先增加后减小,存在一个最佳含盐量峰值,这是两地区盐渍土微结构和强度变化特性最显著的区别。     

微生物—活性氧化镁固化盐渍土强度变化规律研究

利用微生物—活性氧化镁固化技术改良滨海细粒氯盐盐渍土,通过不同氧化镁掺量条件下固化盐渍土的无侧限抗压强度试验、直剪试验及水稳性试验,探究此方法固化盐渍土的强度变化规律及改良效果,试验结果表明：微生物作用可明显促进活性氧化镁反应,加速固化盐渍土;活性氧化镁掺量增加,固化盐渍土的无侧限抗压强度和抗剪强度均随之增大,20%氧化镁掺量的固化盐渍土的抗压强度和抗剪强度(法向应力为100kPa时)分别是未改良盐渍土的8.18倍和8.21倍;黏聚力随着活性氧化镁掺量的增加明显增大,而内摩擦角呈现先增大后减小的趋势;活性氧化镁掺量增加,固化后盐渍土的水稳系数也增大,可明显改善盐渍土的水稳性。     

含水率和含盐量对冻土无侧限抗压强度影响的试验研究

为了探索冻土的力学性质,开展了不同含水率、不同Na₂SO₄含量条件下冻结低液限黏土的无侧限抗压强度试验,探讨了含水率、Na₂SO₄含量对冻土应力应变特性、强度与破坏类型的影响,以及冻土无侧限抗压强度与上述两影响因素之间的关系。试验结果表明：随着含水率的升高,冻土逐渐表现出塑性;Na₂SO₄含量越高,脆性破坏特性越显著。冻土强度随含水率和Na₂SO₄含量的升高先增加,达到最大强度后迅速降低,最大强度对应的含水率为17.5%。含水率为13.5%时,最大强度对应的Na₂SO₄含量为4.4%,含水率为15.5%与17.5%时,最大强度对应的Na₂SO₄含量为5.8%。     

黏土–石膏胶结材料的强度试验

为研究黏土–石膏胶结材料的强度特性,在12~336 h的养护时间内,对4种不同配比的黏土–石膏胶结材料进行了单轴无侧限抗压强度试验,测得不同配比胶结材料的初凝时间以及无侧限抗压强度随养护时间的变化规律。同时,在黏土石膏混合料中掺入2~5 mm的砾石进行单轴无侧限抗压强度试验以探讨黏土–石膏胶结材料与砾石的联合作用。试验结果表明,黏土–石膏胶结试样的初凝时间较短,不超过15 min。试样的单轴无侧限抗压强度随时间的变化过程可分为前、中、后3个时期,分别对应强度略微减小、显著增长和趋于稳定3个阶段。掺砾后试样的前期强度未出现减小现象,中、后期强度随时间的变化规律与未掺砾试样相同,但强度显著增长较早且中期持续时间较长。掺砾试样的后期稳定强度远大于未掺砾试样的强度。     

受石油污染的滨海盐渍土强度特性研究

以受石油污染的滨海盐渍土为研究对象,借助稠度、无侧限抗压强度及抗剪强度指标,量化石油污染对滨海盐渍土的影响程度。结果表明:随着石油污染水平的加剧,石油污染盐渍土的液限和塑限缓慢下降,塑性指数缓慢增大,但整体影响均较小;无侧限条件下,污染土的抗压强度随石油污染水平加剧而不断下降,污染土的破坏面呈自下向上发展的(45°+φ/2)态势。含油量越多,破坏面越大,在25%污染水平下,无侧限抗压强度较未污染的下降了70%,破坏面贯通整个试样;围压条件下,污染土的黏聚力和内摩擦角随污染水平加剧呈波动式反向变化,破坏形态体现为塑性,呈中部"鼓胀"应变硬化型。     

火山灰改良粗粒硫酸盐渍土路基填料及其作用机理研究

针对硫酸钠含量为2%的砾砂类硫酸盐渍土,开展了在不同石灰配比、石灰+火山灰配比工况下的击实试验、盐胀试验、溶陷试验、无侧限抗压强度试验,在此基础上,分析了其改良机理和微观特性,结果表明:掺加石灰或石灰+火山灰改良剂不仅可以有效减少砾砂类硫酸盐渍土的盐胀量,而且可以降低盐胀敏感温度区间;在采用无机改良剂改善硫酸盐渍土的盐胀变形时,应结合当地气候条件考虑,在温度较高地区可以适当减少改良剂掺量,温度较低时,适当增加改良剂掺量;相比于石灰改良土,掺加火山灰后,土样的压密阶段缩短,弹性阶段增长,土样达到强度极限时产生的应变减小,土体的结构性变强,抗变形性能增强;添加火山灰对于此类盐渍土的强度增长速率亦有加速作用;采用石灰掺量高于11%时或采用石灰+火山灰不少于15%时,改良后土体的盐胀和溶陷变形率均小于1%,7 d饱和无侧限抗压强度均不小于0.35 MPa。     

微生物诱导碳酸钙沉积加固有机质黏土的试验研究

利用尿素水解菌ATCC 11859,开展了不同胶结液浓度下MICP压力灌浆加固有机质黏土的研究试验。通过试验前后试样的无侧限抗压强度、CaCO_3含量、渗透系数、有机质含量以及灌浆过程中流出液Ca~(2+)与NH_4~+浓度的变化,综合评价了MICP压力灌浆加固有机质黏土的效果。结果表明:MICP压力灌浆加固有机质黏土是有效的,处理后试样有机质含量可降低1%～4%,无侧限抗压强度提高可达370%,渗透系数可降低约1个数量级;在本试验的菌液活性(即每分钟水解尿素的量为9.68毫摩尔每升)及浓度(约108 cell/mL)下,胶结液浓度对处理效果有明显影响,提高0.25M胶结液中的urea浓度,可显著提高处理后土体的无侧限抗压强度。     

滨海氯盐盐渍土加固工程特性

盐渍土广泛分布于我国东部沿海地区,在工程建设中常出现溶陷、盐胀及腐蚀性等病害,对工程建设造成了极大地危害。试验采用成都理工大学自主研制新型抗盐胀固化材料SD作为固化剂对人工配置氯盐盐渍土进行室内试验,研究固化剂对氯盐盐渍土工程特性的影响。试验表明,抗盐胀固化剂可有效提高氯盐盐渍土强度,降低盐渍土膨胀性,固化剂掺量为2.5%,5%的试样28 d抗压强度相较于纯水泥试样分别增加56.72%,95.52%,抗折强度分别增加48.11%,52.53%;添加了固化剂试样线膨胀量约为纯水泥加固试样的的0.2倍。该固化剂有效提高了工程质量,延长其使用寿命,大大提高了工程经济效益。抗盐胀固化剂主要是通过抑制盐渍土中的盐离子与铝酸钙的反应即抑制Friedel盐和钙矾石的生成来达到固化氯盐盐渍土的目的。     

水泥土处置盐渍地基的强度试验研究

为研究水泥稳定土处置盐渍土软弱地基问题,考虑水泥掺量、含盐量和含水率三因素,进行水泥稳定土28d无侧限抗压强度试验.正交试验分析表明,水泥稳定土中含盐量的多少显著影响其无侧限抗压强度的大小;水泥掺量、含水率的改变对试件的无侧限抗压强度有一定影响,试件强度随着水泥掺量的增加而增大,随着含水率的增大而减小,其变化幅度均不明显;水泥掺量与含水率的交互作用也显著影响着水泥稳定土的无侧限抗压强度.     

松嫩平原盐渍土无侧限抗压强度研究

通过对松嫩平原盐渍土处理前后分别进行常规无侧限抗压试验,分析得出松嫩平原盐渍土无侧限抗压强度与土体中所加物品的类型以及量的多少的关系。同时基于直剪试验的基础上,得出盐渍土抗剪强度参数c、φ值随掺入EN-1固化剂以及石灰的量的关系,再利用FLAC-3D对盐渍土无侧限抗压强度进行了数值模拟,其结果与前期试验值较吻合。最后,文章对盐渍土土改良的机理进行了一定的研究,该研究对松嫩平原地区的苏打型盐渍土工程的设计和施工都具有十分重要的意义。     

冻融循环作用下盐渍土抗剪强度变化规律研究

研究冻融循环作用对不同种类盐渍土抗剪强度的影响,对研究区域现场勘察取样,选取罗布泊地区两种典型天然盐渍土:氯盐渍土和硫酸盐渍土,分别配制最大干密度和最优含水率的试样,在不同冻融循环次数下进行三轴固结排水剪切试验,考察两类盐渍土的抗剪强度随冻融循环次数的变化关系。结果表明:氯盐渍土的抗剪强度参数c_d、φ_{d随冻融循环次数的增加而减小,但φd降低的趋势比较平缓;硫酸盐渍土的抗剪强度参数cd、φd随冻融循环次数的增加而减小;硫酸盐渍土的抗剪强度参数cd、φd减小的幅度均大于氯盐渍土。氯盐和硫酸盐特性的不同是导致两类盐渍土抗剪强度随冻融循环次数增加而呈现不同变化趋势的根本原因。}     

青海强盐渍粉砂土MICP的有效性探索

在极端环境中发现原生高产脲酶微生物并开展岩土体的固强研究,是岩土体微生物矿化研究的一个热点和难点.该文在青海柴达木地区的强盐渍土中发现一种新型原生高产脲酶微生物,在强盐环境中,试验该微生物的盐耐受性和矿化性能,开展被加固土体力学强度试验.结果表明:在强盐渍环境下,该新型微生物脲酶活性保持在3.02U～5.03U.在强盐...     

含盐量对极细颗粒黏土强度影响的试验研究

 为深入研究滨海盐渍土等极细颗粒黏土的不良工程特性产生的物理化学机制,探讨在水的作用下由可溶盐离子引起土颗粒表面微电场的变化对极细颗粒黏土抗剪强度的影响,首先对一系列含盐量即不同孔隙液离子浓度下的人工土(膨润土、高岭土与膨润土的混合土、石英)进行常规直剪与液塑限试验,同时测试人工土的阳离子交换量与比表面积等微细观参数用于计算颗粒的表面电位,建立抗剪强度与表面电位之间的关系。测试结果表明,可溶盐离子通过扩散的双电层改变土颗粒表面电位,引起结合水膜厚度的变化致使土颗粒之间的变形阻力发生改变,在宏观上表现为土体强度的变化。结合科威特Bubiyan岛的海港盐渍土软基加固工程,研究可溶盐含量对当地滨海盐渍土的强度与液塑限的影响,证实孔隙液离子浓度对人工土的强度的影响机制与变化规律同样适用于天然极细颗粒黏土,为从微细观角度揭示盐渍土的不良工程特性提供理论解释与试验基础。     

电石渣-火山灰质胶凝材料固化盐渍土试验研究

以电石渣、粉煤灰和碱激发剂作为原材料制备一种盐渍土固化剂,采用正交试验方法研究各因素对固化盐渍土击实性能和抗压强度的影响,并探索电石渣-火山灰质胶凝体系固化盐渍土的固化机理和水化产物。结果表明:各因素对固化盐渍土抗压强度的影响顺序为:碱激发剂>胶凝材料掺量>m(电石渣)∶m(粉煤灰);固化盐渍土养护7 d抗压强度和水稳定性满足实际工程中对固化盐渍土强度的需求;在电石渣和碱激发剂双重激发下粉煤灰发生火山灰反应,反应产物以水化硅酸钙凝胶、钙矾石和二水石膏为主。当养护龄期为360 d时,试件内未发现明显的Ca(OH)2存留,说明固化土试件养护360 d时,火山灰反应基本完成。     

麦秸秆的筋土摩擦性能及加筋作用

为研究麦秸秆加筋土的筋土作用与加筋效果,以含水率、干密度及麦秸秆埋置深度为影响因素,开展了麦秸秆与盐渍土的拉拔摩擦实验;完成了盐渍土、麦秸秆加筋盐渍土、石灰固化土、麦秸秆与石灰加筋固化土的抗压实验和三轴压缩实验。结果表明:麦秸秆与盐渍土的拉拔摩擦强度随含水率的增大而减小,随干密度和埋置深度的增加而增大,干密度、含水率、埋置深度对筋土摩擦作用的影响程度依次减小;与盐渍土及石灰固化土相比,麦秸秆加筋大幅提高了土的抗压强度、抗剪强度与抗变形性能。麦秸秆具有良好的筋土摩擦性能和加筋效果,麦秸秆加筋能有效增强土的力学性能。     

Strength of frozen saline silt under triaxial compression with high strain rate

Frozen saline silt under triaxial compression with high strain rates and temperatures close to freezing of the pore solution is tested. The goal of this study is to examine the effects of high strain rates and hydrostatic pressures on the strength of frozen saline soil at temperatures close to the temperature of freezing. Results of shear strength tests are presented. The significant influence of strain rate, radial stresses, and temperature on shear strength is outlined.     

皂化渣稳定盐渍土路基填料性能研究

我国盐渍土分布广泛,盐渍土直接用作路基填料会使路基产生病害。对皂化渣稳定盐渍土路基填料的路用技术性能的试验研究表明,盐渍土中掺入皂化渣后,混合料的路用性状明显改善,可以用作高速公路路基填料。同时阐述了皂化渣的渗入剂量、龄期和压实度对混合料强度的影响。     

Sugarcane press mud modification of expansive soil stabilized at optimum lime content:Strength,mineralogy and microstructural investigation

This study attempted to investigate the potential of sugarcane press mud(PM) as a secondary additive in conjunction with lime for the stabilization of an expansive soil.The physico-mechanical properties of an expansive soil,such as plasticity,shrink-swell behavior,unconfined compressive strength(UCS),mineralogical and microstructural characteristics were investigated.The expansive soil was stabilized at its optimum lime content(7%) for producing maximum strength,and was modified with four different quantities of PM in small dosages(0.25%-2%).Cylindrical soil samples,38 mm in diameter and 76 mm in height,were cast and cured for varying periods to evaluate the strength of the amended soil.The spent samples after strength tests were further used for determination of other properties.The test results revealed that PM modification led to a substantial improvement in 7-d strength and noticeable increase in 28-d strength of the lime-stabilized soil(LSS).The addition of PM does not cause any detrimental changes to the shrink-swell properties as well as plasticity nature of the stabilized soil,despite being a material of organic origin.Mineralogical investigation revealed that the formation of calcium silicate hydrate(CSH) minerals,similar to that of pure lime stabilization with only the type of mineral varying due to the modification of PM addition,does not significantly alter the microstructure of the LSS except for superficial changes being noticed.     

氧化铁胶体与黏土矿物的交互作用及其对黏土土性影响

以湛江黏土为研究对象,采用选择性化学溶解法,利用浸泡法、改进型渗透仪与柔性壁渗透仪除去土中游离氧化铁、无定形氧化铁和络合铁胶体,比较分析除去氧化铁胶体前后土的物理与力学性质指标、矿物成分以及结构变化特点,探讨氧化铁胶体的界面活性、胶结特性及其与黏土矿物的交互作用。结果表明,湛江黏土的结构强度受黏土矿物——氧化铁胶体的电性引力和镶嵌孔隙的氧化铁胶结状态的控制是导致其具有高灵敏性、强结构性的根本原因。氧化铁胶体对湛江黏土的水稳性、稠度、黏附性、渗透性、压缩性、灵敏性、结构强度均有重要影响。氧化铁胶体与黏土矿物的交互作用的本质并不是通过改变和破坏矿物晶格结构来改变黏土矿物性质,而是通过改变土颗粒间的联结状态及粒间力来控制微观结构形态,进而影响土的基本性质。氧化铁胶体对土性的影响程度与其赋存状态、老化结晶程度、水化程度密切相关,除了游离氧化铁、无定形态的氧化铁也是构成湛江黏土胶质联结的重要组成部分。