水泥改良膨胀土无侧限抗压强度试验研究

结合湖北省宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建项目,利用水泥对沿线广泛分布的膨胀土进行改良处理,通过一系列的室内试验,研究水泥掺量以及养护龄期对改良膨胀土无侧限抗压强度的影响规律,试验结果表明:(1)水泥掺量对改良膨胀土无侧限抗压强度有显著的影响,水泥掺量小于7%时,无侧限抗压强度随水泥掺量的增加而迅速增长,当水泥掺量继续增加时,无侧限抗压强度增长速度变缓;(2)随着养护龄期的增加,改良膨胀土无侧限抗压强度逐渐增大,但强度主要来自于前14d的养护;(3)综合考虑各方面的因素,建议水泥掺量控制在7%左右。     

水泥-废旧混凝土细骨料固化海泥的强度和变形特性

选取水泥、废旧混凝土细骨料和海泥为试验材料,通过无侧限抗压强度试验,测定水泥-废旧混凝土细骨料双掺固化海泥（简称双掺固化海泥）的无侧限抗压强度,分析水泥掺量和废旧混凝土细骨料掺量对双掺固化海泥试样无侧限抗压强度的影响,研究双掺固化海泥试样极限应变分布特征。结果表明,本研究中双掺固化海泥试样的无侧限抗压强度随废旧混凝土细骨料掺量的增加而增大,当掺加废旧混凝土细骨料质量与海泥干质量之比为0.12时,无侧限抗压强度提升最明显;试样无侧限抗压强度与水泥掺量呈正相关关系,当掺加水泥质量与海泥干质量之比为0.16时,试样无侧限抗压强度最大。双掺固化海泥极限应变稳定在一个特定区间。     

水泥稳定路基土力学特性研究

为探究稳定固化路基土的强度受水泥掺量和围压的影响程度,通过室内无侧限抗压强度试验与三轴压缩试验,得到水泥稳定路基土的单轴抗压强度、黏聚力、内摩擦角等力学参数和各因素对水泥稳定路基土力学性质变化规律的影响。采用回归分析法研究了无侧限抗压强度和稳定剂的相关性,给出了抗压强度与水泥掺量的拟合公式用于预测水泥的合理掺量范围。结果表明:水泥稳定路基土在一定水泥掺量范围内,随水泥掺量的增加,无侧限抗压强度、剪切应力、残余强度均增大,黏聚力先显著增大后略微下降,内摩擦角上下略微波动;剪切峰值应力与残余强度随围压增大显著增大。     

人工制备有机质固化土力学特性试验研究

为了探讨有机质对水泥固化土物理力学特性的影响以及固化剂XGL2005的固化效果，在软土中添加腐植酸配制得到了不同有机质含量的人工有机质土，并进行了液塑限试验；另外，对单掺水泥固化与水泥添加固化剂XGL2005复合固化有机质土进行了无侧限抗压强度对比试验.试验结果表明,人工有机质土的液限以指数形式增长，塑限则呈线性形式增加；随着固化土中有机质质量分数的增加，固化土的强度呈对数形式下降；而随着固化剂XGL2005掺量的增加，固化土的强度呈幂函数形式增长；固化剂XGL2005可有效消除有机质的不利影响，显著增强水泥固化有机质土的效果.在分析水泥质量分数、固化剂掺量(质量分数)和龄期对强度影响规律的基础上，通过回归分析建立了既可考虑有机质质量分数对强度削减的影响，又能考虑水泥质量分数、固化剂掺量(质量分数)和龄期对强度增强影响的预测模型.     

水泥基固化剂固化南沙软土的力学及微观试验研究

以普通硅酸盐水泥为基础,分别添加石灰、石膏、膨润土等外掺剂对广州南沙软土进行固化处理。通过直剪试验、无侧限抗压试验对固化土样进行了力学性能研究,分析了固化土体的内摩擦角、黏聚力、无侧限抗压强度随不同外掺剂掺入比及龄期的变化关系;通过扫描电子显微镜（ SEM ）研究了不同固化土样的微观结构特征。试验结果表明：与单掺水泥类似,添加不同外掺剂后土体的各个力学指标均随着外掺剂掺入比和龄期的增加而增大不同外掺剂对水泥加固淤泥效果的影响不尽相同,就后期强度而言石灰效果最佳,就早期强度而言石膏、膨润土效果都很好,膨润土相对更佳,且当强度要求一定时石膏和膨润土都能一定程度降低水泥使用量。这与固化后土体的微观结构有关。该研究成果可供类似研究和工程参考。     

DHT土凝岩改良铁尾矿路用性能正交试验研究

以河北张家口地区铁尾矿为研究对象,用正交试验的方法,通过无侧限抗压强度试验,研究DHT土凝岩掺量、养护龄期、压实度对DHT土凝岩改良铁尾矿无侧限抗压强度的影响,并对试验结果进行方差分析.在本文试验条件下,成果表明:DHT土凝岩掺量为10%,压实度为95%时,其7d无侧限抗压强度为2.65 MPa,满足相关规范对稳定材料做基层强度要求;DHT土凝岩掺量、养护龄期、压实度对DHT土凝岩改良铁尾矿强度影响显著,且养护龄期的变化对其无侧限抗压强度的影响最大,其次是DHT土凝岩掺量变化,最后是压实度;DHT土凝岩掺量越大,改良铁尾矿无侧限抗压强度越大;养护龄期越长,改良铁尾矿无侧限抗压强度越大;压实度越大,改良铁尾矿无侧限抗压强度越大.     

固化淤泥土长期强度发展规律与预测模型研究

为研究初始含水率、固化剂种类以及外加腐殖酸对淤泥固化土长期强度的影响,采用堆载预压法降低淤泥初始含水率,以消除传统翻晒烘干法对淤泥赋存腐殖酸的破坏作用。通过无侧限抗压强度试验,分析了180d龄期的固化淤泥土长期强度的发展规律,得到了淤泥固化土的无侧限抗压强度与养护时间之间的线性关系。结果表明,初始含水率和水泥、石灰、腐殖酸、偏高岭土等固化剂对固化淤泥土长期强度发展规律都有显著的影响。偏高岭土的掺入对淤泥固化土初期强度影响不明显,但能明显增强淤泥固化土的后期强度。根据12组不同配比固化淤泥土长期强度数据,引入强度增长因子,建立了固化淤泥土长期强度发展规律预测模型。研究成果可以促进固化淤泥土作为工程填筑的推广应用。     

镁质水泥复合固化剂固化有机质土的抗压强度模型

为了给实际工程中镁质水泥复合固化剂对有机质土的加固效果提供评价依据,以镁质水泥固化土（TZ18固化土）的无侧限抗压强度作为评价指标,分别研究有机质、水、固化剂的质量分数以及龄期对无侧限抗压强度的影响规律. 结果表明：TZ18固化土的无侧限抗压强度随有机质质量分数的增加呈二次函数形式降低,随水和固化剂质量分数的增加分别呈幂函数形式降低和提高,随龄期的增加呈自然对数形式增长. 基于此规律,建立TZ18固化土的抗压强度预测模型. 算例分析表明,该模型能较好地预测任意有机质、水、固化剂的质量分数以及龄期下的TZ18固化土的无侧限抗压强度.     

新型固化剂GSC固化软土的力学性能试验研究

利用脱硫石膏及钢渣-矿渣复合胶凝材料(简称GSC)固化软土,既可以充分利用工业废渣,减少二次污染,又可以节约矿产资源,保护自然生态。通过研究在不同掺入比、不同水灰比和不同龄期时GSC固化土的无侧限抗压强度试验结果,分析了掺入比、水灰比、龄期对固化土强度的影响;同时引入似水灰比对GSC固化土后期强度进行预测。研究结果表明,GSC掺入比越大,对软土的固化效果越好,GSC固化土无侧限抗压强度随龄期的增长规律与水泥土一致但早期强度比水泥土低,当GSC掺入比高于水泥掺入比3%,在龄期达到28d后,如果GSC的水灰比小于水泥的水灰比时,GSC固化土的强度高于水泥土的强度,因此用GSC替代水泥作为软土固化剂可以满足固化土强度要求。     

玻璃纤维水泥土无侧限抗压强度特性研究

鉴于纤维的韧性和水泥的强度特性,将分散的纤维和水泥均匀掺入土体中形成纤维水泥土.通过一系列无侧限抗压强度试验,主要研究纤维掺量、水泥掺量和龄期对纤维水泥土无侧限抗压强度特性的影响.试验结果表明:纤维能有效提高素黏土和水泥土的无侧限抗压强度和韧性,当纤维掺量为0.6%时,两者的无侧限抗压强度达到峰值,然后随纤维掺量的增加而降低;纤维水泥土的无侧限抗压强度随养护龄期的增加而提高,28d达到峰值并趋于稳定;在纤维最佳掺量0.6%和水泥掺量8%条件下,纤维水泥土的无侧限抗压强度可提高到素黏土的13倍.     

南京长江漫滩废弃粉土改良用作路基填料的室内试验研究

为实现基坑开挖废弃粉土的资源化利用,研究了水泥、石灰改良长江漫滩粉土路基的工程力学特征及稳定性。通过击实试验、无侧限抗压强度试验、水稳性试验和微观试验,分析改良粉土的强度特性及耐久性变化规律,论证长江漫滩粉土作为路基填料的可行性。结果表明：掺加水泥、石灰后,土体力学性能得到大幅改善;不同掺量下浸水5 d,改良土的水稳系数均大于0.6,水稳系数随水泥掺量的增加而增加,随石灰掺量的增加先增大后减小。微观试验表明,水泥、石灰在土体中生成的胶凝物质对土颗粒具有包裹和联结作用。综合考虑改良土的强度和水稳性,经过改良后,长江漫滩粉土可以作为路基填料,建议水泥、石灰改良土的最佳组合配比为6%水泥+6%石灰,在此掺量下,改良土体的28 d无侧限抗压强度为2.05 MPa,浸水5 d后的水稳系数为0.76,具有较好的路用力学性能。     

水泥-膨润土复合固化市政污泥强度试验研究

针对固化污泥的强度问题,以水泥作为复合剂的固化基质材料,采用材料比选强度试验,优选复合剂的外掺剂;开展了不同水泥添加量和不同膨润土添加量条件下固化污泥的强度试验,研究固化污泥的强度特性。结果表明：膨润土可作为优选的外掺剂,其特殊的离子交换和团粒化作用,使得膨润土复合水泥固化市政污泥相比于黏土、页岩效果更好;固化污泥土的无侧限抗压强度总体上随着水泥、膨润土添加量的增加而增大,试验表明水泥和膨润土复合可有效固化市政污泥,提高污泥的强度特性;基于试验数据建立的固化污泥土强度预测模型,可以对固化污泥土的无侧限抗压强度进行准确预测。     

过量石灰对细粒土改良效果“负效应”机理的宏-细观试验研究

石灰是常用的特殊土改良材料,但掺量过大时反而导致改良土力学性质的劣化。为研究石灰掺量对细粒土改良效果“负效应”的产生机理,制备石灰掺杂质量分数为0%、3%、5%、7%、9%、11%的改良红砂岩残积土试样,分别养护28、60 d后进行无侧限抗压试验、扫描电子显微镜试验,获得无侧限抗压强度与石灰掺量和养护龄期的关系,以及不同石灰掺量改良土试样的微观结构特征。结果表明:对于本文试验中红砂岩残积土,无侧限抗压强度对应的最优石灰掺量为11%;石灰掺加质量分数不高于11%时,石灰充填在土颗粒孔隙中,起胶结土颗粒的作用,无侧限抗压强度提高;石灰掺加质量分数达到13%时,充填的石灰厚度过大,土颗粒“悬浮”在石灰之中,对承受轴向荷载的贡献大大减弱。     

水泥固化温州污染土的力学性质和微观结构特性

在不同水泥掺量和龄期条件下对NaCl、油脂、Pb（NO₃）₂污染的温州软土进行水泥固化处理后,土体的强度得到改善。为进一步得出水泥固化处理对于不同污染土的处理效果,对水泥固化稳定不同的污染土进行了无侧限抗压强度试验和微观结构研究。分析了不同污染物类型、污染物掺入量、水泥掺入量以及养护龄期对水泥固化污染土强度特性的影响以及不同污染物浓度下水泥固化土微观结构的差异。试验结果表明：NaCl在一定范围内促进了水泥固化土早期强度的提高;油脂使水泥固化土的强度明显降低,压缩性增大;Pb（NO₃）₂掺入到土体中后,水泥固化土的强度总体上略有降低,掺入量与强度之间大致呈线性关系。随着水泥掺入量及龄期的增加,水泥固化污染土的强度会有显著提高。扫描电镜（SEM）结果分析得出：由于污染物的作用,污染物浓度的增加使固化土中孔隙增多,结构变得疏松。     

疏浚淤泥生石灰-磷石膏材料化处理效果

利用生石灰和工业废料磷石膏组成复合材料化剂,对不同初始含水率的疏浚淤泥进行材料化处理,使其成为工程填土材料,研究磷石膏作为材料化剂辅助添加剂的效果及磷石膏部分替代生石灰的可行性.试验结果表明:磷石膏的加入,短期内相当于增加干料,可以提高材料化土的早期强度;随着龄期的增加,添加磷石膏的材料化土无侧限抗压强度增加率较单掺生石灰的材料化土有大幅提高;短期之内,生石灰-磷石膏材料化土的渗透性与单掺生石灰的淤泥材料化土的渗透性相比变化不大,随着龄期增大,生石灰-磷石膏复合材料化土的渗透性较单掺生石灰材料化土有所下降.     

活性MgO固化淤泥水稳特性试验研究

将绿色、低碳、环保的活性MgO引入淤泥固化处理,通过对比活性MgO、MgO-粉煤灰及传统固化剂水泥固化淤泥试样,分析不同浸水时间下试样外观、质量、应力-应变关系和无侧限抗压强度等性质,综合评价活性MgO基材料固化淤泥的水稳特性.结果表明：活性MgO固化淤泥水稳性显著优于未固化淤泥,且水稳性随掺入MgO质量分数和标准养护龄期的增加而增强;粉煤灰的加入可以显著改善活性MgO固化淤泥的抗压强度和水稳性;浸水时间增加对固化淤泥无侧限抗压强度呈削弱效应,提高掺入活性MgO质量分数可以减小固化淤泥破坏应变;整体上,活性MgO-粉煤灰固化淤泥水稳性优于活性MgO,活性MgO优于传统固化剂水泥.微观分析表明：Mg（OH）₂和水化硅酸镁M-S-H等胶结物质是活性MgO和活性MgO-粉煤灰固化淤泥水稳性增强的最主要原因.     

软岩改良土特性的室内试验研究

研究基于对石灰和水泥改良土强度形成机理的分析，开展了软岩改良土大量的室内实验研究，将生石灰和水泥分别按不同比例，与不同含水量的软岩人工拌和均匀，进行击实试验，确定最大干密度和最佳含水率，比较不同掺灰量、不同龄期、不同压实度改良土的无侧限抗压强度，并根据生石灰和水泥的加固机理，进一步分析改良土密实度随掺灰比变化的规律，以及其强度与掺灰比、龄期、压实度的关系，从而确定改良方法及最佳掺灰比，旨在为客运专线路基的设计、施工进一步的研究和工程应用提供参考。     

膨润土对双轮铣水泥土搅拌墙体强度和渗透特性的影响

膨润土浆液常作为地下工程双轮铣水泥土搅拌墙（CSM）的铣削液来改善土体搅拌均匀性和维持槽壁稳定。通过室内试验研究膨润土水泥土试样无侧限抗压强度和渗透系数等特性随膨润土掺入量的变化情况,并结合压汞试验分析掺入膨润土对水泥土微观孔隙特征的影响,探讨掺入膨润土后试样孔隙比的变化与水泥土试样无侧限抗压强度和渗透系数的内在关联。结果表明,掺入膨润土可显著降低水泥固化砂土和粉土的渗透系数;掺入膨润土还能提高无侧限抗压强度,砂土试样的无侧限抗压强度增幅较水泥固化粉土试样更大;固化土无侧限抗压强度和孔隙比与水泥掺量的比值近似呈幂函数关系;膨润土能有效填充孔隙,同时与水泥水化产物发生化学反应,改变水泥土孔隙分布;掺入适量的膨润土可改善水泥土试样承强防渗效果,在固化粉土和砂土试样中膨润土的适宜掺入量分别为5%和2.5%~5%。     

聚丙烯酰胺对水泥固化砂土性能的影响

针对传统水泥固化土耐久性较差的特点,通过对加入三种不同吸水性能聚丙烯酰胺(PAM)的水泥固化砂土进行无侧限抗压强度试验、干湿循环试验、干缩试验以及SEM电镜扫描试验,对不同吸水性能的PAM改善水泥固化土的强度、耐久性以及微观机理进行研究分析。试验结果表明:PAM的掺入可有效提高水泥固化土的强度,而PAM吸水性能的不同会导致水泥固化土的强度呈现出一定的规律性变化;PAM的掺入可有效改善水泥固化土的耐久性能,相对而言,强吸水性能PAM对于水泥固化土的耐久性表现出更好的改善作用;PAM掺入水泥固化土后形成PAM-水泥石-土颗粒的整体胶结结构,增强了水泥固化土的强度和抗干缩开裂的能力。