磷尾矿最佳掺量下玄武岩纤维加固膨胀土研究

以合肥某铁路工程膨胀土为原材料,在磷尾矿最佳掺量为6%、含水率和干密度不变的条件下,将玄武岩纤维按质量比0,0.1%,0.3%和0.5%掺入膨胀土中制备式样。通过无荷膨胀率、无侧限抗压强度和三轴试验,探究玄武岩纤维对复合改良土强度及膨胀性能的影响规律。结果表明:随着纤维的加入,改良土无侧限抗压强度、抗剪强度均得到了提升,膨胀率降低,膨胀性能得到了一定抑制;纤维掺量逐渐增加至0.3%,改良土无侧限抗压强度、抗剪强度达到了峰值,继续掺入纤维,峰值强度出现了下降,得出玄武岩纤维最佳掺量为0.3%;随着纤维的掺入,膨胀土得到了显著提升,土样破坏得到了一定延缓。通过试验,得到的磷尾矿—玄武岩纤维改良膨胀土的最佳掺量为6%和0.3%。     

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。     

水泥、粉煤灰改良细砂土的工程特性与改良机理

采用水泥和粉煤灰对细砂土进行改良,为获取不同掺入量的改良剂改良细砂土的强度和渗透系数,进行了击实试验、渗透试验、无侧限抗压试验和直剪试验,并较为深入地分析了水泥和粉煤灰改良细砂土的机理。试验表明,随着含水率的不断增加,改良砂土的干密度先增加后减小;在水泥掺量一定（４％）的情况下,提高粉煤灰的掺量可以大幅度的降低渗透系数和提高无侧限抗压强度;保持粉煤灰掺量不变（６％）,增加水泥的掺量,２８ｄ龄期的改良土无侧限抗压强度提高更为明显。这一结果表明水泥作为改良剂改良土体以提高其力学性能为主,而粉煤灰作为改良剂以改善土体的渗透性能为主。两者相结合,可以同时实现提高土体的力学性能和降低土体的渗透系数。     

椰壳纤维-MICP复合改良膨胀土强度特性

采用椰壳纤维联合微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术对南水北调中线工程南阳段的膨胀土进行试验改良,开展无侧限抗压强度试验,对比分析素土、纤维土、MICP土以及复合改良土的应力应变特征曲线和破坏形态,并利用响应面法试验研究了椰壳纤维掺量、处理液掺量和胶结液浓度对改良膨胀土无侧限抗压强度的影响,得其最优配比。结果表明：单掺纤维和MICP技术改良均可提升膨胀土的无侧限抗压强度,而复合改良土强度提升最明显,纤维最佳掺量为0.5%;在轴向压力作用下,素土破坏形态表现为“脆性破坏”,MICP土表现为“完全脆性破坏”,纤维土表现为“塑性破坏”,复合改良土表现为“弹塑性破坏”;经统计软件方差分析,对复合改良土强度影响最主要因素是胶结液浓度,其次为处理液掺量、纤维掺量。     

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。     

木质素改良上海黏土无侧限抗压强度试验研究

为改善上海地区黏土颗粒含水率高、强度低的力学特性,采用木质素加固黏土的方法,通过无侧限抗压强度试验和ＳＥＭ试验,研究了不同木质素掺量、养护温度和养护龄期对木质素固化黏土无侧限抗压强度的影响。试验结果表明:木质素磺酸钠能够增强上海黏土的无侧限抗压强度;随木质素掺量的增大,黏土无侧限抗压强度先增大后减小,存在最优掺量值。不同养护温度下最优掺量不同,养护温度为25℃、－15℃、101℃时试样木质素最优掺量分别为8％、2％、8％。养护温度对黏土试样无侧限抗压强度影响显著。木质素掺量一定时,在一定范围内黏土无侧限抗压强度均随着养护龄期增长而增大,然而101℃养护温度下由于水蒸气逸出和裂隙通道不断发展,14ｄ后黏土无侧限抗压强度开始下降。ＳＥＭ试验分析表明,木质素能够加固上海黏土,一方面因为木质素水溶液与土体反应生成的胶黏性物质将土颗粒联结成整体;同时填充了孔隙,改善了土体级配,使土体更加密实。     

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。     

磷尾矿最佳掺量下 EPS 和聚丙烯 纤维改良膨胀土试验

以南水北调中线工程南阳膨胀土为研究对象,在保持含水率20%和干密度1.7g/cm~3不变的条件下,基于磷尾矿最佳掺量为7.5%,分别将EPS颗粒、聚丙烯纤维按不同比例掺入膨胀土中进行无荷膨胀率、无侧限抗压强度和三轴CU试验。试验结果表明:EPS颗粒能有效抑制膨胀土的膨胀性,但会降低膨胀土的强度和延性,当掺量不为0%时,复合改良土应力应变曲线均随围压的增加,由应变软化型向应变硬化型过渡,15%为最佳掺量。进一步分析发现黏聚力和内摩擦角与掺量均呈线性负相关,并得到与掺量有关的抗剪强度公式。聚丙烯纤维对复合改良土抗压强度峰值影响较小,但能提高其延性和残余强度,使土体由脆性破坏转变为塑性破坏。最终得到磷尾矿、EPS颗粒和聚丙烯纤维最佳掺量分别为7.5%、15%、0.4%。     

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。     

粉煤灰-天然砂改良膨胀土强度特性试验研究

为探讨粉煤灰-天然砂改良膨胀土强度特性,对改良膨胀土进行了击实试验、无侧限抗压试验和三轴试验。试验结果表明:粉煤灰掺量一定时,最大干密度随天然砂掺量增加呈先增大后减小趋势,而最优含水量逐步减少;天然砂掺量一定时,最大干密度及最优含水量随粉煤灰掺量增加均逐渐减小;在粉煤灰和天然砂之和占比20%不变条件下,随天然砂占比减小,无侧限抗压强度与三轴抗剪强度先增大后减小,天然砂掺量5%和粉煤灰掺量15%时强度最大;随着粉煤灰和天然砂掺量的增加,内摩擦角先增加后减小;粉煤灰和天然砂掺量之和一定时,随着粉煤灰的增加和天然砂掺量的减少,黏聚力逐渐减小。研究成果可供致力于改良膨胀土工程性质的研究人员参考。     

波形纤维对砂质黏性紫色土力学性能的影响

加筋土目前已被广泛运用在加固软土地基、边坡、挡土墙等工程中,其中纤维加筋土作为一种新型复合材料,因其具备相对均质的、近似各向同性的性质而备受关注。为研究波形聚丙烯纤维对砂质黏性紫色土力学性能的影响,通过控制纤维含量（0.2%,0.3%,0.4%）、长度（20,30,40 mm）两个因素进行无侧限压缩和三轴压缩试验。结果表明：随着波形纤维含量的增加,加筋土无侧限抗压强度呈现先增大后减小的趋势,在纤维掺量为0.3%时,无侧限抗压强度和残余强度均达到最大值;纤维长度对加筋土无侧限抗压强度也有影响,纤维长度大于20 mm时,会提高无侧限抗压强度,但同时也会削弱破坏韧性;随着纤维含量和长度的增加,试样的凝聚力升高、内摩擦角降低。     

冻融循环对风化砂改良膨胀土无侧限抗压强度影响研究

研究了风化砂改良膨胀土的无侧限抗压强度与风化砂掺量、冻融循环次数之间的定性和定量关系。在膨胀土中分别掺入0,10%,20%,30%,40%,50%的风化砂,在经过0,1,3,6,9,12次冻融循环后,在万能试验机上进行无侧限抗压强度测试。试验结果表明在同一冻融循环次数下,风化砂改良膨胀土的无侧限抗压强度随掺砂比例的增大总体呈现先增大后减小的趋势,当掺砂比例为10%时,风化砂改良膨胀土试样的无侧限抗压强度最大;在同一掺砂比例下,风化砂改良膨胀土的无侧限抗压强度随冻融循环次数的增大而减小,其降低的幅度随冻融循环次数的增大也呈减小的趋势;对试验数据进行回归分析,建立无侧限抗压强度与冻融循环次数之间的数学模型,二者之间表现出良好的自然对数关系,且无侧限抗压强度与冻融循环次数的自然对数呈线性负相关关系。     

HEC固化剂加固膨胀土试验研究

通过不同条件下的膨胀性试验、剪切试验、无侧限抗压强度试验等对HEC改良膨胀土的工程性质进行了试验研究。结果表明:HEC固化土的物理力学性质得到大幅度提高,膨胀土膨胀潜势基本消失;HEC可极大地提高土体的强度,且随着固化剂含量的增加,其抗剪强度逐渐增大,无侧限抗压强度也逐渐提高;HEC固化土耐崩解性好,相同成型试件条件下,HEC加固土的密实程度得到明显改善和提高。     

砂质粉土水泥土无侧限抗压强度试验

通过对36组水泥土室内配方试验的归纳与分析,进行了室内4种因素影响下水泥土的无侧限抗压强度试验,定量分析了水泥掺量、养护龄期、水泥品种和养护方式对水泥土无侧限抗压强度的影响,揭示了各种因素对水泥土无侧限抗压强度的影响规律。试验结果表明:水泥土无侧限抗压强度随着龄期的增长而提高;水泥掺量、水泥品种和养护龄期是影响水泥土无侧限抗压强度的主要因素;对于水泥掺量小于10%的水泥土,养护方式对水泥土强度影响较大。试验结果还表明:无侧限抗压强度试验中的应力应变关系随水泥掺量的变化以及龄期都有较明显的变化趋势,水泥土试样随龄期的增长和水泥掺量的增加均变得越硬越脆,龄期越长、水泥掺量越大,应力应变关系曲线在上升段越陡峭。最后,从扫描电镜(SEM)试验照片中可以直观的看出水泥土随着水泥掺量的增加强度的变化规律。     

水泥红黏土力学性能试验研究

针对红黏土这种特殊土质,研究了水泥掺量、龄期、Ca(OH)2掺量等对水泥红黏土无侧限抗压强度的影响。结果表明:水泥红黏土的无侧限抗压强度随着龄期的延长而增强;水泥土无侧限抗压强度随着水泥掺量的增加逐渐增强,15%的水泥掺量为最优掺量;Ca(OH)2对水泥红黏土无侧限抗压强度影响较大,随着Ca(OH)2掺量的增加强度增强。     

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。     

粉煤灰改良膨胀土强度及膨胀特性试验研究

为探讨粉煤灰对膨胀土膨胀及强度特性的改良效果,对粉煤灰改良膨胀土进行无侧限抗压强度等一系列试验。研究结果表明,掺入粉煤灰能有效抑制膨胀土的膨胀特性;未经养护土样,粉煤灰掺量对其无侧限抗压强度影响不明显,而在7d和28d的养护条件下,随粉煤灰掺量增大,均呈增大趋势;以粉煤灰掺量6%为例,研究龄期为0~180天8个试样的无侧限抗压强度,发现龄期与抗压强度呈良好乘幂关系。     

引江济淮白山船闸水泥土强度试验

智能化双向搅拌桩技术在引江济淮白山船闸工程中得到了推广应用，为研究白山船闸水泥土的强度变化规律以及新技术应用效果，通过制备不同形状、水泥掺量和龄期的水泥土试样，进行无侧限抗压强度试验和三轴不固结不排水试验，获得水泥土的应力应变关系、抗压强度及抗剪强度参数。室内试验结果表明：水泥土应力-应变关系为应变软化型，无侧限抗压强度随水泥掺量、龄期的增长而增大，与龄期对数近似呈线性关系；90 d龄期的圆柱体试样强度比立方体试样高约13%;变形模量与无侧限抗压强度的比值在55.6～96.2之间，受龄期影响较大；黏聚力与无侧限抗压强度呈近似线性增长关系，内摩擦角范围为22°～33°。现场芯样强度达到室内水泥土强度的70%以上，智能化双向搅拌技术能够在一定程度上改善搅拌桩成桩质量，采用强度比值的拟合关系式有利于弥补室内与现场水泥土的强度差异。扫描电镜(SEM)结果从微观角度揭示了水泥土的强度增长机理。研究成果可为类似工程研究提供依据。     

水泥土无侧限抗压强度室内试验研究

通过定义似水泥掺量、似含水率等变量对水泥土进行室内无侧限抗压强度试验,得出其强度相关规律。试验结果表明,相同似含水率、相同似水泥掺量情况下,水泥土的无侧限抗压强度随着龄期的增加而提高。相同似含水率、相同龄期情况下,水泥土的无侧限抗压强度随着似水泥掺量的增加而显著增长。相同似水泥掺量、相同龄期情况下,水泥土的无侧限抗压强度随着似含水率的增加而显著降低。     

黏粒含量对花岗岩残积土渗透与强度特性的影响

花岗岩残积土由于强度较高,常常用于高速公路路基的填方,但花岗岩残积土具有较强的渗透性,抗冲刷能力较差,在多雨季节施工,雨水冲刷会对填方质量产生较大的影响。通过对不同红黏土掺量的花岗岩残积土进行渗透试验和无侧限抗压强度试验,研究红黏土掺量对花岗岩残积土的渗透系数和无侧限抗压强度的影响趋势;在室内试验的基础上选取具体工程进行填方对比试验。研究结果认为:花岗岩残积土的渗透系数随着红黏土掺量的增加而减小;无侧限抗压强度随着红黏土掺量的增加而增大;花岗岩残积土中红黏土的最优掺量是40%,具体工程中采取2车花岗岩残积土加1车红黏土的“3+2”混合填料法能达到较好的填方效果。研究结果为花岗岩残积土地区工程建设的基础材料填筑与加固提供参考。