HEC对湿陷性黄土强度及持水性的影响

青海东部陇西黄土区自重湿陷性黄土分布较广,浸水湿陷性特征明显,将土壤固化剂(HEC)与黄土混掺,以期提高黄土强度和持水性。结果表明,相同含水率条件下,湿陷性黄土的强度随着HEC掺量的增加而增加;相同HEC掺量条件下,湿陷性黄土强度随含水率的增多而减小。采用Gardner模型拟合土壤水分特征曲线,随着HEC掺量的增加,黄土持水性降低,比水容量逐渐减小;黄土强度与比水容量之间呈负相关关系,随着比水容量的增加强度逐渐减小,HEC对黄土强度有一定的增强作用。     

斥水剂对湿陷性黄土持水性能的影响

黄土湿陷性是黄土地区建筑物发生破坏和造成水土流失的重要原因,伊犁黄土厚度大、湿陷性强烈,以伊犁黄土风积黄土为研究对象,研究了斥水剂含量对湿陷性黄土持水能力、供水能力、饱和导水率及蒸发性能影响。结果表明:湿陷性黄土中是否添加斥水剂,土壤水吸力和含水率之间均符合Gardner模型关系,其相关系数均达到显著水平(P0. 01),并且随土壤含水率增大土壤水分特征曲线变化越平缓。黄土持水能力随斥水剂含量的增加呈现先减小后增大的变化趋势,斥水剂含量为1%～2. 5%时,黄土持水能力随斥水剂含量增加逐渐降低,但当斥水剂含量大于2. 5%时,持水能力随斥水剂含量增加而增加;同时土壤供水能力随斥水剂含量、含水率的增加先增大后减小,当斥水剂含量为2. 5%、土壤含水率为20%时,黄土供水能力达到最大值;黄土饱和导水率和水分累积蒸发量也表现出相同变化规律,当斥水剂含量为2. 5%、含水率为20%时土壤饱和导水率和水分累积蒸发量最小。     

锂渣混凝土的孔结构参数与活性评价研究

为了解锂渣对混凝土性能改善的贡献情况,采用锂渣和水泥作为胶凝材料制备混凝土,研究了锂渣对混凝土孔结构参数和活性因子的影响规律。实验结果表明：锂渣掺量小于25%时,混凝土的后期强度都将超过空白混凝土;而掺量大于25%时,其力学性能降低幅度较大。同时,锂渣掺量不超过40%时,孔径均匀性的变化幅度较小,特别在养护龄期较小时尤为突出;随着养护龄期的延长,混凝土孔径得到不同程度的细化。锂渣掺量从0增至60%时,活性因子呈先增大后降低的趋势,但活性因子均大于0,且在锂渣掺量为20%时最大。     

固化海相土抗拉强度特性研究

试验分析了固化剂掺量、养护龄期和含水率对固化海相软土的抗拉强度影响规律。结果表明，水泥和石灰混掺的固化效果明显优于水泥和粉煤灰混掺。水泥+石灰混掺的固化土各龄期抗拉强度均比水泥+粉煤灰的高，前者是后者的1.3～2.9倍。海相软土的初始含水率为60%时，28 d固化土抗拉强度较7 d龄期提升了14%～27%。初始含水率增至80%后，28 d固化土抗拉强度较7 d龄期提升了120%～170%。相同固化剂掺量下，海相软土的初始含水率对固化土抗拉强度影响显著。固化土无侧限抗压强度和抗拉强度呈正相关，水泥+石灰混掺固化土的28 d龄期抗拉强度是其无侧限抗压强度的9%～16%。指出影响固化海相软土抗拉强度的因素依次为初始含水率、养护龄期、固化剂掺量。固化剂掺量中水泥掺量的影响最大，粉煤灰掺量次之，石灰掺量影响最小。实际工程中，降低土体初始含水率，保证充足的养护时间以及选择合适的固化剂掺量能提高固化土的抗拉强度。     

棉秆纤维EPS颗粒轻量土配合比设计

为满足湿陷性黄土地区海绵城市道路建设需求,研制了一种具有轻质、高强并兼具一定渗透性的棉秆纤维EPS颗粒轻量土作为路基换填材料。该轻量土由棉秆纤维、聚苯乙烯(EPS)颗粒、水泥、黄土和水混合而成。通过室内试验对不同棉秆纤维掺量及长度、不同EPS颗粒掺量及粒径、不同水泥掺量轻量土的密度、强度、变形和渗透性进行研究,进而设计棉秆纤维EPS颗粒轻量土配合比。结果表明:轻量土各成分中,EPS掺量和水泥掺量对轻量土密度的影响最大;水泥掺量与轻量土强度之间为正相关关系,与渗透系数之间为负相关关系;EPS掺量和粒径与轻量土强度之间为负相关关系,与渗透系数之间为正相关关系;棉秆纤维的加入改善了轻量土的塑性性能,并使轻量土的渗透性有一定程度的提高。各因素对轻量土强度影响的大小顺序为:水泥掺量>EPS掺量和粒径>棉秆纤维掺量和长度。满足湿陷性黄土地区海绵城市道路建设需求的棉秆纤维EPS颗粒轻量土最优配合比为:黄土∶棉秆纤维(长度9 mm)∶EPS颗粒(粒径0.5～1.0 mm)∶水泥∶水=1 000∶4∶18∶35∶400。     

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。     

水泥固化东湖淤泥的工程性质试验研究

利用将水泥、化学固化剂和机械力脱水三种方法相结合的方式对东湖淤泥进行固化处理,通过界限含水率、强度试验(包括CBR和直剪试验)以及渗透试验研究了在使用水泥固化过程中水泥掺量、养护龄期以及压实度对固化土工程性质的影响。结果发现:仅使用化学固化剂和机械脱水固化处理后的淤泥属于高液限粉土,CBR强度低,不能满足路基填料的要求。使用水泥能够有效提高一次改性固化土的CBR强度和直剪黏聚力,养护龄期对CBR强度影响很小,而水泥掺量、养护龄期和压实度对内摩擦角的影响均不大。此外,在水泥掺量从0%增大到8%的过程中,渗透系数呈现出先增大后减小的趋势,在水泥掺量为2%时达到最大值。综合分析,在水泥二次改性过程中,为符合路基填筑要求,水泥掺量宜为8%,压实度宜大于92%。     

玄武岩纤维加筋黄土力学参数优化试验研究

为了研究玄武岩纤维加筋黄土的力学性能,通过正交试验设计进行无侧限抗压强度试验,并采用极差分析和方差分析相结合的方法对试验结果进行分析,研究了含水率、纤维掺量、压实度等3个主要因素对玄武岩纤维加筋黄土无侧限抗压强度影响的主次顺序。随后还基于分析结果进行固结不排水三轴压缩试验,进一步研究了纤维掺量对玄武岩纤维加筋黄土抗剪强度指标的影响规律。研究结果表明:影响玄武岩纤维加筋黄土抗压强度的主次因素顺序依次为纤维掺量、含水率、压实度;方差分析得到的最优水平组合为纤维掺量0.4%、含水率11%、压实度0.95;玄武岩纤维的掺入能够有效提高抗剪强度,凝聚力随掺量的增加先增后减,而内摩擦角波动区间较小;玄武岩纤维加筋黄土的应力-应变关系总体能够较好地符合双曲线模型,其拟合结果b值随围压增大而减小,随纤维掺量增加而先增后减,且纤维掺量存在0～0.2%这一临界区间。     

秸秆纤维加筋黄土三轴剪切特性试验

为了探明秸秆纤维加筋黄土的剪切力学特性,开展三轴剪切试验和电镜扫描试验,研究纤维掺量、纤维长度和土体含水率对秸秆纤维加筋黄土应力-应变特性和抗剪强度的影响,并分析加筋机理。结果表明：加入秸秆纤维主要通过增加土体黏聚力以有效提升黄土的抗剪强度,但不会改变黄土偏应力-应变曲线的类型及特征,仍表现为应变硬化型;秸秆纤维的最佳掺量和长度分别为0.3%和10 mm,当纤维掺量和长度超过最佳值时,土体中存在过多的软弱结构面会削弱加筋土体的整体性,筋土间黏结和摩擦作用降低,土体抗剪强度减小;加筋黄土的最佳含水率为素黄土的最优含水率,含水率超过最佳值后,筋土表面结合水膜增厚,筋土间润滑作用增强、摩擦力减弱,土体抗剪强度降低。     

水泥固化淤泥无侧限抗压强度试验研究

为研究初始含水率和水泥掺量对水泥固化淤泥无侧限抗压强度的影响,对龄期为28天,初始含水率为100%、150%和200%,水泥掺量为2%、3%、4%、5%和6%共15组水泥固化淤泥试样进行无侧限抗压强度试验。试验结果表明,随初始含水率增大,单位体积水化产物减少,难以形成整体强度,水泥固化淤泥无侧限抗压强度降低;随水泥掺量增大,水泥水化物胶结填充淤泥土颗粒作用越明显,水泥固化淤泥无侧限抗压强度增大。     

钢渣粉-水泥复合体系水化热及动力学研究

为了研究钢渣粉对水泥水化的影响,通过水化热和水化动力学模拟,研究了钢渣粉掺量及细度对水泥早期水化进程及反应机理的影响。结果表明:与纯水泥相比,细钢渣粉缩短诱导期,粗钢渣粉延长诱导期;细钢渣掺量为15%时,加速期缩短,细钢渣掺量超过15%时,加速期延长;钢渣比表面积增大或掺量增加,第3放热峰提前;总放热量随钢渣掺量增加而降低,随比表面积增大而提高;结晶成核与晶体生长控制加速期,钢渣粉掺入会降低反应阻力,且反应阻力随着钢渣粉掺量的增加,先降低后略微增大;粗钢渣粉-水泥复合体系的反应阻力大于细钢渣粉-水泥复合体系;稳定期反应进程受扩散控制,扩散阻力随着掺量增加先增大后降低;钢渣粉比表面积增大,扩散阻力增大。研究成果为钢渣粉-水泥复合体系水化动力学进一步的研究提供了基础。     

无约束多条件下钢渣水泥砂浆的长期干缩性能

工业钢渣中含有部分C₂S、C₃S等矿物,具有与水泥熟料相似的胶凝性能,但因其含有一定量的f-CaO和f-MgO,掺量过大易引起安定性不良。为了更好地将钢渣细集料应用到水泥砂浆中,采用水泥胶砂干缩试验,研究其在不同养护条件及不同龄期下对水泥砂浆长期干缩性能的影响。试验结果表明:在标准养护条件下,单掺钢渣粉60%和单掺钢渣砂70%时,钢渣水泥砂浆的干缩率最小。复掺钢渣粉与钢渣砂时,观察到掺量控制在钢渣粉20%、钢渣砂40%和钢渣粉30%、钢渣砂60%时,钢渣水泥砂浆的干缩率最小。在恒温养护条件下,单掺钢渣粉35%与单掺钢渣砂40%时,水泥砂浆的长期干缩值最小。     

SAP对膨胀混凝土力学性能及孔隙结构的影响

高性能膨胀混凝土水胶比较低,膨胀剂因混凝土内部缺少足够的水分而不能充分反应。内养护技术的出现实现了从内部为混凝土补水,在混凝土中掺入适量的高分子吸水性树脂(SAP),让其从内部为混凝土提供水分,既可为膨胀剂反应提供水分,又达到内养护的双重效果。通过试验研究了SAP的掺量对膨胀混凝土力学性能和孔隙结构的影响。试验结果表明:掺量为0.3%的SAP对膨胀混凝土力学性能的改善效果最好,混凝土强度提高5.4%;适量SAP的掺入可以改善膨胀混凝土内部孔隙结构,提高膨胀剂与混凝土有关组分反应的充分性,同时促进水泥二次水化,使得混凝土内部孔隙变小、结构更加致密;但是,当掺量超过0.3%时,SAP会在混凝土内部产生不利的孔隙,致使强度降低。研究结果可为膨胀混凝土内养护提供科学依据。     

引黄灌区泥沙还田对土壤理化性质及土壤风蚀的影响

黄河水含沙量大，引黄灌区在引用黄河水的同时会引入泥沙，引沙引水矛盾突出。为了解决泥沙淤积问题，将泥沙“变废为宝”进行资源化利用，该文对河道清淤泥沙还田处理进行了研究，通过大田试验和室内风蚀试验相结合的方式，得出以下结论：泥沙还田对0～40 cm土层含水率有提高效果，而对40～80 cm土层含水率无影响；泥沙还田降低了土壤起动风速，随着还田量的增大起动风速减小，C3(掺沙2 000 kg/亩)起动风速为4.8 m/s,较CK降低了14.5%。风速为12 m/s时，各掺沙处理土壤风蚀量均大于CK处理，风蚀量从大到小依次为C3>C2>C1>CK,C1、C2、C3风蚀量分别较CK增大了6.5%、11.0%、96.8%。随着坡度的变化，各处理风蚀量随坡度呈现升高-降低-升高的变化趋势。     

养护温度对氧化镁水泥砂浆抗压强度的影响研究

文中通过对不同水灰比、不同养护温度及龄期、不同MgO掺量的水泥砂浆进行抗压强度试验,并辅以SEM,XRD和MIP微观分析,研究了养护温度对氧化镁水泥砂浆的抗压强度的影响。结果表明:提高养护温度可以提高MgO水泥砂浆的力学性能,但养护温度不宜超过50℃,养护温度超过50℃反而会降低MgO的力学性能;MgO的掺入可以优化浆体内部孔隙结构,减少有害孔,降低孔隙率,但最优掺量与养护温度密切相关,养护温度越高对应的最优MgO含量越小。     

水泥稳定三峡库区风化砂CBR值试验研究

以宜昌市三峡库区风化砂为研究对象,采用水泥对其进行稳定改良,拟用作公路路面基层。在风化砂中分别掺入3%,5%,7%,9%的水泥,在标准养护条件下,分别养护了7,14,21,28 d,然后进行加州承载比(CBR)值试验。试验结果表明水泥可以有效提高风化砂的CBR值,且水泥掺量和养护龄期均对风化砂的CBR值有很大影响;在养护龄期一定时,水泥稳定风化砂的CBR值随水泥掺量的增加逐渐增大,CBR值与水泥掺量之间呈良好的对数关系;在相同的水泥掺量下,水泥稳定风化砂的CBR值随养护龄期的增长稳步提高,CBR值与养护龄期之间基本呈线性关系。综合考虑经济性和风化砂的力学特性,风化砂中掺入7%的水泥能使CBR值达到最大值。     

冻融循环对新疆黄土结构的影响

为探究冻融循环作用对黄土结构的影响,选取新疆天山北麓黄土,采用室内试验的方法,对重塑黄土进行冻融循环试验和冻融循环后的湿陷试验,结果表明:黄土湿陷净变形随着冻融循环次数的增多先增大后趋于稳定;含水率低于塑限时黄土表现为冻缩,含水率高于塑限时黄土表现为冻胀;冻缩时冻融循环使黄土湿陷系数降低,冻胀时黄土湿陷系数增大,冻缩对黄土湿陷性起到弱化作用,冻胀使黄土湿陷性增强;含水率对黄土冻融循环后湿陷性的变化起主导作用。     

生态固化淤泥的力学特性及微观结构试验研究

河湖淤泥的再利用是水利行业的可持续发展的难题之一。通过在淤泥中加入水泥、偏高岭土、黄土及秸秆来制备一种在水下缓慢降解的生态固化淤泥，分析了水泥及偏高岭土的掺量对固化淤泥性能的影响，对比固化淤泥在空气中及水下2种环境下力学性能的变化趋势，并在此基础上利用扫描电子显微镜(SEM)分析偏高岭土在基体中增强力学性能的机理。研究结果表明：水泥与偏高岭土的掺入能有效提高生态固化淤泥的力学性能，其中当偏高岭土的掺量为12%时，固化淤泥在空气环境中的180 d龄期无侧限抗压强度达到最高581 kPa;在水中养护的时候，偏高岭土会加速固化淤泥的降解，56 d龄期后力学性能出现明显降低；从SEM结果可以看出，偏高岭土能够有效改善固化淤泥结构的密实度，从而提高固化淤泥的力学强度。     

三门峡黄土湿陷特性及其与结构强度的关系

针对黄土湿陷性对大型输电线路塔基稳定产生不良影响的问题,对河南三门峡地区原状黄土开展了基本物理特性及湿陷性试验,获取了其湿陷系数与湿陷等级,分析了竖向压力和初始含水率对黄土湿陷性的影响规律,着重从结构强度的角度解释了黄土湿陷特性。结果表明:竖向压力与湿陷系数之间并非只是简单的单调增函数关系,而存在湿陷增强区间和湿陷减弱区间;塑限(18.6%)是黄土湿陷性强弱的分界点,当初始含水率小于塑限时,湿陷性较强,而当初始含水率接近或者大于塑限时,则湿陷性减弱;初始含水率与湿陷系数之间也并非只是简单的单调减函数关系,而在结构强度为200 kPa时(含水率为10%)附近出现明显的转折。     

橡胶粉水泥混凝土降噪防噪性能初探

将废旧橡胶粉掺入到水泥混凝土中,可制备出新型生态环保筑路材料,即具有吸声功能的道路橡胶粉水泥混凝土。通过试验研究分析了不同掺量橡胶粉对水泥混凝土吸声功能的影响。研究结果表明:随着橡胶粉掺量的增加,水泥混凝土的固有频率降低,阻尼比增大,当掺量在1%~2%时,与普通混凝土相比,阻尼比可提高50%~70%,当橡胶粉掺量超过3%时,约提高到基准值的2~3倍。另外超声波在其中的传播速度减小,即水泥混凝土的吸声功能随橡胶粉掺量的提高而增强,橡胶粉在降噪、防噪中起到了关键性的作用。从其物理力学性能分析可知,水泥混凝土的橡胶粉掺入量在3%~4%时,既能满足道路规范要求,又能达到降噪、防噪的效果。