海水环境下水泥土强度衰减过程室内试验研究

针对滨海相软土场地形成的水泥土的强度衰减问题,采用天然海水作为腐蚀介质对水泥土进行一维浸泡试验,通过微型贯入试验、扫描电镜（SEM）试验、能谱（EDS）分析、X射线衍射（XRD）试验、离子含量及pH值测试等多种试验手段研究水泥土强度的分布规律和衰减过程。根据贯入阻力随贯入深度的变化规律将水泥土分为劣化层和未劣化层。结果表明：随着养护时间的增长和水泥掺入比的减小,水泥土的劣化深度不断增大,至360 d时最大劣化深度达到8.7mm;与未劣化层相比,劣化层的孔径增大,孔隙增多,水泥水化产物减少;水泥土的pH值和Ca2+含量随着试样深度的增大而增大,Mg2+、SO42-、Cl-含量随试样深度的增大而减小。经海水养护后,水泥土中Ca2+含量沿试样深度方向的分布规律与强度变化规律相似。在本试验条件下,水泥土的强度衰减是海水中侵蚀性离子抑制水泥土强度增长过程和促使水泥土强度降低过程的共同结果,在此过程中Ca以离子形式溶出,最终导致水泥土的劣化深度不断增大。     

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。     

劣化对水泥土渗透性影响室内试验研究

为研究水泥土渗透性随劣化程度的演化规律,通过模拟水泥土在腐蚀场地的形成过程制备完全劣化水泥土试样,并实施了一系列的室内渗透试验。试验结果表明:浸泡溶液对完全劣化水泥土渗透系数的影响可忽略不计,可利用腐蚀性较强的溶液浸泡以加快完全劣化,缩短完全劣化水泥土制样时间。但是溶液浓度过高,可造成水泥土试样表面脱落,影响试样制备的质量;完全劣化水泥土的渗透系数与水泥掺入比有关,随水泥掺入比的增大,完全劣化水泥土的渗透系数呈减小的趋势;本文试验条件下,粉土水泥土完全劣化后的渗透系数与粉土的渗透系数接近,高岭土水泥土完全劣化后的渗透系数小于高岭土的渗透系数;水泥土完全劣化后的渗透系数远大于未劣化水泥土的渗透系数。研究结果可为腐蚀场地的水泥土止水帷幕设计提供理论依据。     

化学侵蚀下水泥土的无侧限抗压强度试验

工程上广泛使用的软土地基加固方法——水泥土搅拌法,其加固体主要是形成具有一定强度和耐久性的水泥土。通过试验探讨了各种侵蚀性的离子在不同浓度、不同pH值等条件下水泥土的力学效应。分析了在环境侵蚀下水泥土的破裂行为与机理,从而为化学损伤水泥土力学模型的建立和地下工程的长期稳定性评价提供科学依据。     

掺砂水泥固化华南滨海软土的强度和干湿循环特性试验研究

为探索砂粒对水泥固化华南滨海软土强度和干湿循环特性的影响规律,制备了一系列不同掺砂量和掺砂粒径的水泥固化华南滨海软土试样,分别进行无侧限抗压强度试验和海水及淡水条件下的干湿循环试验,同时对加载完毕的试样进行扫描电镜(SEM)测试和X射线衍射(XRD)试验。试验结果表明：掺砂水泥土试样的第7,14,28天无侧限抗压强度随掺砂量的提高而增大,其第28天强度随掺砂粒径的减小而增大;掺砂水泥土试样经历两轮干湿循环后的强度损失率最大达61%,干湿循环导致的强度劣化特性随砂粒径的减小和掺砂量的增大而得到更好的改善,并且,掺砂水泥土试样在淡水条件下的抗干湿循环能力明显优于海水条件。SEM和XRD的测试结果表明：掺砂水泥固化华南滨海软土的作用主要表现在：1)模量替换作用(高模量的砂粒替换小模量的软土);2)砂粒-水泥土界面胶结作用;3)裂纹扩展阻隔作用。     

定向压力喷射灌浆法加固软土地基工程技术与实践

采用定向压力喷射灌浆 (以下简称压力灌浆 )加固软土地基是一种行之有效的工程技术 ,它的设计概念是将带有特定的喷射注浆管置于地基土的预定深度 ,以压力喷射流 ,使加固浆液 (如水泥浆、石灰泥浆或化学浆等 )与地基土强制混合形成水泥土的复合地基 ,用这种方法来加固淤泥、淤泥质粘土、粘土、粉土、砂土和人工填土后形成的水泥土 ,其抗压强度比原来地基土要大几倍甚至几十倍     

搅拌水泥土锚杆作用机理及基坑支护工程应用

介绍了一种适用于软土地区的新型土层锚杆——搅拌水泥土锚杆,该锚杆可利用搅拌叶片对锚固体产生的压力提高锚固体与土体之间的黏结摩阻力,且钻杆及叶片作为加筋体与水泥土固结体共同形成锚固体。在试验场地进行了13根不同直径(250,300,350,400mm)锚杆与2根钢管式土钉抗拔对比试验,其长度均为12m。试验结果表明:搅拌水泥土锚杆的抗拔力特征值是土钉的1.6～1.9倍;在80kN荷载下,250mm锚杆平均位移较土钉小5.01mm,其工作性能明显优于土钉,且锚杆蠕变满足要求。搅拌水泥土锚杆在基坑支护工程应用结果表明:采用搅拌水泥土锚杆可以达到预期加固效果。     

硫酸钠对水泥土强度影响的机理分析

硫酸钠作为腐蚀性场地的一种常见物质,对水泥加固土的形成有着很大的影响。通过室内无侧限抗压强度试验,探讨了不同含量的硫酸钠对水泥土强度的影响规律;结合X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)微观分析手段,研究了硫酸钠对水泥土强度影响的机理。结果表明:随着硫酸钠含量的增加,水泥土的抗压强度随之增加,并在质量分数为9g/kg时达到最大值。掺入的硫酸钠与水泥土反应生成具有膨胀性的钙矾石晶体,填充水泥土中的孔隙,提高其强度,当硫酸钠过量时,由于钙矾石产生的膨胀力大于水泥土的胶结力,又会降低水泥土的强度。     

冻融循环对水泥土力学性质影响的研究

模拟了具有一定水泥掺量的水泥土的室内冻融循环试验 ,对不同土质、不同水泥掺量、不同养护龄期的水泥土试件在不同冻融循环次数下进行了无侧限抗压强度试验。结果表明 ,冻融循环对水泥土力学性能的劣化是非常明显的 ,且影响因素繁多 ;水泥土的抗冻性存在一个最优水泥掺量 ,建议应用于低温环境中的水泥土材料 ,应对其抗冻性进行评价 ,从而保证水泥土材料的耐久性     

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。     

水泥加固酸污染土无侧限强度特征

污染土是利用水泥固化处理后,土体的强度得到提高。针对该项技术,采用水泥固化法处理酸污染土,通过两种试验方案,对水泥加固酸污染土的无侧限抗压强度特性进行研究。试验所用酸污染土用浓硫酸配置人工制备而成,并考虑了不同水泥掺量、不同硫酸浓度和不同龄期对水泥加固酸污染土强度的影响。试验表明:水泥固化酸污染土的强度与水泥掺量和硫酸含量有密切关系,二者共同作用决定其强度的变化。在一定硫酸浓度(2~16g/kg)条件下,伴随硫酸含量的升高,水泥掺量较低时,无侧限抗压强度整体呈明显下降的趋势;水泥掺量较高时,无侧限抗压强度呈缓慢上升的趋势。随着水泥掺量提高,土样的无侧限抗压强度达到峰值时所对应的硫酸含量也逐渐变大。     

黄河三角洲改性含盐水泥土搅拌桩耐久性研究

通过室内试验,研究了黄河三角洲含盐水泥土的劣化规律以及粉煤灰和矿渣微粉对其劣化的抑制效应,并利用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对劣化机理及外加剂的改性机理进行了分析.结果表明：地下盐水环境对黄河三角洲水泥土有较强的腐蚀作用,其90,180d龄期的抗压强度分别降低了18.5%,21.6%;掺加粉煤灰对黄河三角洲含盐水泥土的早期强度不利,但其后期强度会持续增加;掺加矿渣微粉对黄河三角洲含盐水泥土强度有明显的提升作用,并对其劣化有显著的抑制作用.为防止黄河三角洲含盐水泥土劣化,工程中建议用粉煤灰和矿渣微粉等质量替代60%的水泥,而且矿渣微粉掺量不少于40%.     

水泥固化土工程特性试验研究

通过大量试验 ,论述了水泥固化土的几个基本特性。水泥固化土的抗压强度主要取决于水泥用量 ,其次是原料土的含水量 ,根据 2 8种配方试验资料 ,提出了一个简便的经验关系。指出对任意一软质原料土 ,存在一个最低的水泥用量 ,如果达不到这一用量则固化效果皆无。同时还揭示出水泥固化土的抗压强度与土的含水量的平方成反比的关系 ,并且简述了其他因素对水泥固化土抗压强度的影响。此外 ,探讨了水泥固化土的变形、渗透和早期抗剪强度等土工特性     

海水侵蚀下钢渣粉+水泥固化土强度劣化试验研究

为解决水泥固化海相软土工程性差、耐久性低,钢渣堆放、水泥生产污染环境等问题,采用激发钢渣粉替换部分水泥形成新型固化剂,选取海水中对固化土侵蚀影响较大的3种离子,深入探究单一离子引起的固化土强度劣化性能。通过室内物理力学试验,得到固化土在不同离子浓度的海水和蒸馏水养护条件下,各组无侧限抗压强度(UCS)变化规律;通过X-射线衍射(XRD)和电镜扫描(SEM)试验,得到钢渣粉+水泥固化土的微观形貌和物相随侵蚀时间的变化规律。研究发现钢渣粉中C_4AF和C_2AF可有效降低离子的侵蚀作用,3种离子对固化土的劣化影响为Mg~(2+)Cl- SO_4~(2-)。Cl~-侵蚀固化土会生成CaCl_2和F’s盐,F’s盐的无胶凝性引起固化土劣化;SO_4~(2-)与胶凝材料反应会生成石膏、硅钙石和钙矾石,当这些物质产生的体积膨胀量大于孔隙体积时,会使固化土产生裂纹;Mg~(2+)侵蚀会生成Mg(OH)2沉淀、Mg—S—H和Mg—A—H,同时也会降低孔隙溶液pH值,引起水化物凝胶的分解,造成固化土强度劣化。从微观结构与物相变化分析宏观物理力学特性变化和侵蚀机理,为钢渣粉+水泥固化软土在工程上的使用提供一定的理论依据。     

水泥—石灰土的路用性能研究

针对上海地区湿软粘土的路基条件和多雨的气候特征,提出采用水泥-石灰综合处治路基的技术措施,并对水泥-石灰土的路用性能进行了室内试验与现场测试研究,结果表明,与石灰土相比,水泥-石灰土的早期强度和模量较高,后期强度和模量增长缓慢,增幅也较小;水泥-石灰土的强度与模量均能充分满足高等级道面的设计要求,且受含水量的影响较小,因此,采用水泥-石灰土对于雨季施工和缩短工期具有重要意义。     

Mechanical properties of stabilized artificial organic soil

In order to study the influence of organic matter on the mechanical properties of stabilized soil and the effect of XGL2005 on stabilizing organic soil, unconfined compressive strength tests were carried out. Test results indicated that the strength of stabilized soil decreased in the form of a logarithmic function as the organic matter content increased. In contrast, the strength increased in the form of a power function as the content of the stabilization agent increased. The strength of cement stabilized organic soil was reinforced greatly by adding the stabilizer XGL2005. Based on the law obtained from the test, a strength prediction model was established by regression analysis. The model included the influence of the curing time, the content of the cement, the organic matter content and the stabilization agent on the strength of stabilized soil.     

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。     

A review of the stabilization of tropical lowland peats

The Deep Mixing Method, which involves the formation of in situ stabilized peat columns, is suitable for deep peat stabilization, whereas the mass stabilization technique is used to stabilize the soil of shallow peat deposits instead of the costly and problematic removal and replacement method. The concept of soil-cement stabilization involves the addition of water to cement, resulting in a chemical process known as cement hydration. Stabilization of peat by cement, which requires a significant strength increase in the cement-stabilized peat or organic soil, is attributed largely to physicochemical reactions that include cement hydration, hardening of the resulting cement paste and interactions between soil substances and primary and secondary cementation hydration products. The factors that affect these physicochemical reactions and the interactions of peat soil-cementation products that influence peat stabilization are the amount of solid particles, the water: soil ratio, the quantity of binder, the presence of humic and/or fulvic acids, the soil pH and the amount of organic matter in the peat. With the Air Curing Technique, stabilized peat samples for unconfined compressive strength (UCS) tests were kept at a normal air temperature of 30 ± 2 °C and strengthened by gradual moisture content reduction instead of the usual water-curing technique or water submersion methods that have been common practice in past experiments involving the stabilization of peat with cement. The principle of using the Air Curing Technique to strengthen stabilized peat is that peat soil at its natural moisture content contains sufficient water (water content from 198 to 417 %) that, when mixed with cement, a curing process takes place that causes the stabilized peat soil to gradually lose its moisture content and to become drier and harder throughout the curing period. This process does not require the addition of water.