强蚀变花岗岩坝基填料改良试验

某抽水蓄能电站工程区存在大量结构松散强蚀变花岗岩,严重影响坝基、隧洞和地下厂房的稳定性,但这些强蚀变花岗岩经过改良则可用于坝基填筑。利用生石灰和水泥2种改良剂对变花岗岩进行改良,对比改良前后强蚀变花岗岩的渗透、压缩和强度随掺灰比、养护龄期等的变化规律,对改良效果进行评价。研究结果表明:掺入生石灰和水泥后,随着掺灰比增加,渗透系数均大幅度递减,压缩模量逐步递增;不同龄期试样的压缩性质也有差异;水泥改良土抗剪强度指标随着掺灰比增大而迅速增长,生石灰改良土的抗剪强度指标在7%掺灰比处存在峰值。最后综合对比分析确定,水泥比生石灰更适合改良强蚀变花岗岩,水泥改良土的最优掺灰比为5%~7%。     

纤维和纳米材料改良花岗岩残积土的力学试验及机理研究

在处理特殊土时,采用性能好、环保和成本低的材料加固土体有着非常重要的意义。为了研究玄武岩纤维和纳米氧化铁对花岗岩残积土力学性能的影响,采用单掺和复掺的方式,制备不同掺量的试样进行固结不排水三轴剪切试验,并取剪切后的土样进行扫描电镜试验分析其微观机理。试验结果表明：土样抗剪强度随玄武岩纤维掺量的增加呈先增大后减小的变化规律,在掺量为1%时出现峰值,土样抗剪强度随纳米氧化铁掺量的增加而呈单调增加的变化规律;两种改良方法均能较大幅度提升土体的黏聚力,对内摩擦角的提升效果不明显,此外,复合改良土样提升土体抗剪强度的效果比单掺改良土样更加明显;土体抗剪强度的提高是由玄武岩纤维与土体之间产生互锁网、纳米氧化铁填充土颗粒之间的空隙所致,采用复合改良土样的方式能有效改善花岗岩残积土的剪切强度特性。     

直剪试验方法对轻量土抗剪强度的影响规律研究

【目的】为了快速、准确地获取轻量土抗剪强度相关指标,确定不同直剪试验方法对轻量土抗剪强度的差异,【方法】通过快剪、固结快剪以及慢剪试验,分析了轻量土剪应力-剪切位移曲线、黏聚力和内摩擦角在不同剪切方法及不同配比下的变化规律。【结果】结果显示：轻量土的抗剪强度及抗剪强度指标随着其配比不同表现出一定的差异,其中,随着EPS颗粒体积比的增大,剪应力-剪切位移曲线由应变软化型转变为应变硬化型,轻量土抗剪强度大幅降低。随着水泥掺量的增加,轻量土抗剪强度总体呈现增大的趋势,同时轻量土黏聚力随EPS颗粒体积比增大而大幅减小,随水泥掺量的增大略有增大;内摩擦角随EPS颗粒体积比的增大急剧减小,随水泥掺量增大略微减小。其中以快剪试验为例,当水泥掺量为15%、EPS颗粒体积比由20%增长至40%和60%时,轻量土黏聚力相对减少量为22.20%、44.73%。【结论】结果表明,不同EPS颗粒体积比下,慢剪方法对轻量土试样黏聚力的变化较为敏感,而快剪方法对轻量土试样内摩擦角的变化较为敏感。与素土相比,三种直剪方法下得到的不同配比轻量土剪应力-剪切位移曲线形态、抗剪强度值均比较相近,实际工程中可用直剪快剪方法获...     

不同剪切速率对改良膨胀土抗剪强度影响研究

为了研究不同方法改良的膨胀土在不同剪切速率下抗剪强度指标的变化规律,分别在2.4mm/min和0.8 mm/min剪切速率下对风化砂、石灰、水泥以及粉煤灰改良的膨胀土样进行了室内直接剪切试验,得到了不同剪切速率下改良膨胀土的抗剪强度指标值。试验结果表明:(1)剪切速率对同一材料改良膨胀土的内摩擦角和粘聚力均有影响,并且对粘聚力的影响要大于对内摩擦角。(2)风化砂改良膨胀土的内摩擦角和粘聚力均随剪切速率的增大而增大。(3)同一剪切速率下,掺砂改良膨胀土的内摩擦角随掺砂比例的增大先增大后减小,粘聚力随掺砂比例的增大而减小。(4)同一剪切速率下,掺水泥改良膨胀土的抗剪强度指标最大。从效果上看,掺风化砂、石灰、水泥和粉煤灰均能提高膨胀土的抗剪强度。     

纤维与粉煤灰改良粉土的正交试验分析

黄河三角洲地区粉土、粉砂分布广泛,为了使其满足作为路基填土等实际工程的要求,消除不良工程特性而需要对其进行改良。掺入适量的粉煤灰、石灰可以提高粉土的抗剪强度,但同时也会增加土的脆性。因此在改良土中掺入纤维来进一步提高其抗剪强度并改善其脆性。采用正交试验设计,选取了具有典型代表意义的九组试样进行三轴压缩试验、直接剪切试验与固结试验,分析了不同粉煤灰、石灰掺量,纤维掺量与纤维长度对改良土的抗剪强度与压缩性等工程特性的影响。获得了各项指标的粉煤灰与石灰掺量、纤维掺量与纤维长度的最佳配合比参考值。采用线性多元回归方法,建立了改良土力学指标与多种影响因素的经验公式,为黄河三角洲地区粉土的改良提供了可以借鉴的数据与经验。     

木质素磺酸钙改良的低液限黏土三轴压缩特性

通过对具有不同木质素磺酸钙掺量、不同养护时间的改良低液限黏土进行一系列三轴剪切试验,分析了改良土应力应变曲线、峰值偏应力及抗剪强度参数的变化规律,结合扫描电镜探究了其内在机制。试验结果表明：木质素磺酸钙的掺入能够显著提升土体抗剪强度,随着掺量的增加,改良土的抗剪强度先增加后减小,最优掺量为8%;随着养护时间的增加,改良土的抗剪强度提升,且增强速度逐渐变缓;养护7 d后8%掺量的改良土获得最大峰值偏应力2 017.23 kPa,比养护相同时间的纯黏土高236.25%;改良土黏聚力随着木质素磺酸钙掺量的增加先增加后减小,而内摩擦角增大到一定值后趋于稳定。改良土强度提升的内在机制可以概括为填充孔隙、离子交换、吸附包裹土粒以及胶结土粒团聚体。     

硅锰渣改良黄土的强度变形特性试验研究

为解决黄土路基的工程地质问题,提高固体废弃物的循环利用,文章提出了利用硅锰渣对黄土进行改良的研究思路。通过室内试验对硅锰渣改良黄土的强度和变形特性进行分析,结果表明,随着硅锰渣掺量的增加,改良土的强度先增大后减小,其无侧限抗压强度及抗剪强度的最大值出现在掺量为16%的试样中,且最优养护龄期为14 d。另外,硅锰渣改良土的压缩性降低,压缩系数减小,压缩模量增大。掺量为16%时,硅锰渣改良土的压缩特性指标最优,在养护至14 d时,其压缩系数减小至0.078 MPa^-1,为低压缩性土。     

三门峡地区黄土状粉土动静力学试验研究

以三门峡地区黄土状粉土为试样,分别对重塑黄土状粉土试样进行动、静力学三轴试验,结果表明在不固结不排水及固结不排水条件下,试样的应力一应变曲线有不同的变化规律.动三轴试验表明:在相同密度及水分状态下,试样的动抗剪强度较静抗剪强度有较大幅度降低;在不同干密度状态下,试样的动力学特性明显不同,干密度大小对动抗剪强度有较大影响.黄土状粉土动力、静力特征试验表明,击实后黄土状粉土的动静力学性质良好,在岩土工程中能够替代普通土料作为建筑材料.     

石灰改良土的非饱和土变形与强度特性试验

为研究石灰含量与颗粒级配对非饱和改良土强度和变形的影响,利用非饱和三轴仪对石灰改良花岗岩残积土进行控制吸力固结排水剪切试验,研究掺灰比0%,4%和8%的改良花岗岩残积土的强度和体变特性,同时还选用了颗粒粒径小于1 mm与小于2 mm的土料进行了相关试验。研究结果表明:石灰含量和净围压对非饱和改良土的应力应变曲线均有较大影响,且曲线呈硬化型;相同石灰含量下非饱和改良土的强度峰值随着净围压的增大而增大;在净围压相同时,强度峰值随着石灰含量的增大而增大;在同基质吸力时,凝聚力和内摩擦角随着石灰含量的增加而相应增大,凝聚力增加更明显。在相同基质吸力、干密度、石灰含量下,颗粒粒径小于1 mm与小于2 mm的土料应力应变关系接近,细粒土的颗粒尺寸对强度影响小。非饱和土的体变特性受石灰含量和净围压的影响明显,对于细颗粒土,其结果受颗粒粒径的影响小。     

崩解性砂岩-水泥改良膨胀土物理力学特征及微观机理研究

基于引江济淮工程特有的地质条件,采用常规物理力学试验及扫描电镜试验,开展渠道下层崩解性砂岩弃料及水泥改良渠道上层膨胀土的改良效果及改良机理研究。结果表明,膨胀土中掺入砂岩与水泥后,土体最大干密度与抗剪强度增大,最优含水率减小,击实曲线曲率半径增大,土体胀缩特性被有效抑制,呈现出非膨胀特性。砂岩掺入能有效改善膨胀土颗粒级配,增加土体密实度,减小土体孔隙比,其对土体击实特征的影响更为显著。水泥掺入后,水泥水化反应使土中强亲水性黏粒被侵蚀,土体微观结构被改变,胀缩性及水敏感性降低;水泥水化产物具有强吸附性,相互之间连接紧密,能有效增强土体的整体性,因此,水泥掺入对膨胀土胀缩特性及抗剪强度影响更为显著。同时掺入崩解性砂岩与水泥,膨胀土改良效果最佳。     

改性黄土的力学特性试验研究

为了研究固化剂对黄土力学特性性能的影响,通过对兰州新区黄土样中加入新型高分子固化剂HEC、水泥以及HEC与水泥组合进行土壤化学改良,对改良后的土样进行击实试验、无侧限抗压试验以及渗透试验,研究固化剂掺入比、养护龄期以及压实度对改良黄土物理力学指标的关系。试验结果表明:水泥、HEC以及水泥与HEC组合均能改善黄土的工程性质;随着固化剂掺入比的增大、养护龄期的延长以及压实度的提高,改良黄土的抗压强度得到明显提高,且抗渗能力增强;若继续增加固化剂掺入比,则会导致固化剂利用率降低以及经济成本增加,故建议水泥、HEC固化剂掺入比不超过10%,固化剂的组合最佳拌和掺量为8%水泥加8%HEC。研究成果可为黄土加固理论及黄土在工程上的应用提供有益的参考。     

工业废渣复合固化黄土强度特性及影响因素研究

工业废渣配合水泥用于土体固化能有效增加土体强度,提高废渣利用率,具有明显的经济效益和环保效益。将粉煤灰-脱硫石膏-水泥三元凝胶体系运用于黄土固化,使用CaOH₂和NaOH作为活性激发剂形成复合黄土固化剂,通过正交试验以无侧限抗压强度为标准判断固化剂各组分对强度的影响程度,并选取最优掺入比。使用最优掺入比研究了黄土含水率、水灰比和早强剂对复合固化黄土强度的影响,并与水泥黄土进行比较。结果表明:复合固化黄土中后期强度增长率高,90 d强度达到6.85 MPa,相当于20%水泥掺入比的水泥黄土90 d的强度;复合固化黄土的含水率在20%左右时各龄期强度最高。三乙醇胺和水玻璃可用作复合固化黄土早强剂。XRD衍射图谱和SEM微观结构印证了复合固化黄土固化原理和强度规律。     

黄土改良红砂岩的试验及路用性能研究

兰州某地铁车站深基坑开挖遇到大量红砂岩,红砂岩直接作为路基填料会造成路基垮塌等工程事故。为了研究红砂岩作为路基填料的适宜性,以及对改良红砂岩最优配比及改良效果和工程性能进行研究。对不同配比及不同含水率的黄土-红纱岩改良土进行击实试验、直接剪切试验和固结压缩试验。试验结果表明:30%黄土掺量且含水率达到8%的红砂岩改良土的干密度达到最大值2.11g/cm~3;其抗剪强度指标内摩擦角和黏聚力得到大幅提高及其压缩性能得到改善,工程性能得到了一定提高。初步确定了改良红砂岩作为路基填料的可行性。     

水泥改性膨胀土的非饱和强度试验研究

改性膨胀土的主要目的是减小膨胀土的膨胀潜势和提高膨胀土的强度。选取南水北调中线工程河南南阳段膨胀土,采用非饱和直剪仪进行素土与水泥改性土控制吸力条件下的直剪试验。试验表明,3%的水泥掺量使得膨胀土的自由膨胀率由51%下降到30%。在不同的基质吸力和竖向压力下素土试样由于结构性遭到彻底的破坏应力应变关系表现为应变硬化特性,而水泥改性膨胀土的应力应变关系表现为应变软化特性。水泥改性在提高膨胀土饱和抗剪强度参数c′、φ′的同时,也使得非饱和抗剪强度参数φb有所增大。试验成果为膨胀土现场水泥改性的设计施工提供了科学的、有价值的依据。     

黄土湿陷系数与浸水对其力学性质的影响之间的关系初探

黄土湿陷性系数的变化与其土体的其他物理力学性质存在一定的相关性,文中通过收集万家寨引黄工程北干线工程区原状黄土湿陷性土工试验及其物理力学试验资料,分析初探其抗剪强度在原状土状态与浸水饱和后变化值与湿陷性系数之间关系,通过线性回归分析初步得到其抗剪强度变化值与湿陷性系数之间的经验关系式。对于湿陷性黄土场地工程设计和重新评估湿陷性黄土浸水后对工程建设的危害提供一定的参考。     

微生物改性水泥土的制备与力学特性研究

花岗岩残积土在我国华南地区广泛分布,由于其具有明显的遇水崩解特性,往往带来山体滑坡等地质灾害.基于微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)采用巴氏芽孢杆菌对水泥加固花岗岩残积土的工程性质、工程技术进行改良研究,探究以水泥掺入量、钙离子浓度和钙源等因素为变量时,MICP技术对水泥土强度、应力应变关系等力学性能的影响.通过无侧...     

剪切速率对EPS颗粒混合轻量土抗剪强度的影响规律研究

为了确定剪切速率对EPS颗粒混合轻量土抗剪强度的影响,通过直剪试验研究了素土和不同配比轻量土在剪切速率为0.02,0.1,0.2,0.8,2.4 mm/min时的抗剪强度特性。试验结果表明：轻量土的剪应力-剪切位移关系曲线中存在硬化型和软化型两种形态,主要受EPS颗粒掺入比、水泥掺入比、法向应力的控制,素土的剪应力-剪切位移关系曲线形态为硬化型。剪切速率越大,试样达到破坏或稳定阶段历时越短。不同剪切速率下,轻量土的抗剪强度包线多为折线型,与传统结构性土体包线类似。作为一种结构性土体,配比对轻量土抗剪强度的影响是决定性的,抗剪强度、黏聚力和内摩擦角随水泥掺入比的增大、EPS颗粒掺入比的减小而增大。剪切速率对轻量土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角影响较小,对素土影响较大。随着剪切速率增大,轻量土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角变化幅度较小,无显著变化规律,素土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角逐渐减小。     

基于原位测试的黄土物理力学参数演化分析

为研究外荷载、地下水等多因素长期联合作用下黄土地基土参数的演化规律,依据原位钻探、标准贯入试验和室内土工试验等手段,结合历史勘查资料,对近30 a来渭北某黄土地基土的含水率、干密度、饱和度、孔隙比、湿陷系数等物理力学参数的演化规律进行总结,同时,依据数理统计方法对黄土物理力学参数演化影响因素的敏感性进行了分析。结果表明:长期荷载作用下黄土的干密度随时间增加总体呈现增加的趋势;受附加荷载直接影响的浅层地基土体的孔隙比减少幅度较大,而深层土体的孔隙比影响较小;土体的饱和度随着深度的增加总体呈现"增→减→增→减"的周期性;相较于附加应力的长期作用,黄土的直立性和湿陷性工程性质对土的压缩特性影响更大。该研究为黄土地区地基土强度和变形参数的研究提供借鉴。     

土体参数对改良黄土边坡变形的影响

为了探讨固化剂SH改良黄土边坡的物理力学参数对边坡变形的影响,以山西太原的湿陷性黄土为研究对象,进行了直剪试验,测得了不同含水率下改良黄土的内摩擦角和黏聚力;并以此试验数据为依据,基于有限元ABAQUS软件分析了不同含水率、弹性模量和泊松比对边坡变形的影响。研究结论显示:固化剂SH能明显提高黄土的抗剪强度;含水率对改良黄土边坡变形的影响较大,但泊松比对改良黄土边坡变形几乎没有影响。研究结论为固化剂SH在黄土地区的推广使用提供了一定的参考价值,并对实际边坡工程的设计、治理提供了理论依据。