Mg2+和SO42-相互影响对水泥土强度影响的试验研究

水泥土搅拌桩周围环境中的Mg2+和SO42-对水泥土及其桩体的力学性能具有很大的影响。通过模拟试验的方法探讨了在不同硫酸镁溶液环境下不同龄期的水泥土表观和抗压强度变化规律,得出了水泥土表面腐蚀程度随着腐蚀时间的增长和硫酸镁浓度的增大而增加,水泥土抗压强度随硫酸镁浓度的增大而减小;分析了硫酸镁溶液的Mg2+浓度和SO42-浓度随时间的变化关系,得出随着时间的增长Mg2+浓度呈减小趋势,而SO42-浓度则呈抛物线型。研究认为:水泥土强度改变与环境中的Mg2+浓度和SO42-浓度密切相关。在此基础上建立了水泥土环境下考虑Mg2+浓度和SO2-4浓度相互影响的水泥土强度模型,经对比预测值与实测值,证明两者比较接近,该关系具有一定的可行性,可供工程设计参考。     

型钢水泥土组合梁抗弯模型试验的有限元分析

为研究型钢水泥土组合结构的抗弯性能，针对天津市地铁车站一些出入口的型钢-水泥土组合挡土墙做法，建立了同一截面存在不同水灰比相应具有不同强度水泥土的型钢-水泥土组合梁模型，进行了有限元分析计算，并与全截面同一水灰比的型钢-水泥土组合梁模型进行了对比，研究了水泥土强度、型钢-水泥土接触面特性、组合梁高度等对型钢-水泥土组合梁刚度的影响。     

峰值后软化水泥土桩复合地基工作机制研究

基于收集到的三轴试验资料,建立了一个可考虑峰值后软化性能的水泥土力学模型。采用该模型对水泥土单桩复合地基体系进行了数值模拟分析,研究了水泥土复合地基的荷载-沉降曲线、水泥土桩的轴向力、侧摩阻力和桩土应力比,以及母土、水泥掺合比、桩径和桩长等因素的影响。基于模拟分析的结果,得到水泥土桩端破坏是水泥土桩复合地基承载力的控制条件。研究了水泥土桩端破坏时的桩端变形和桩身压缩。基于水泥土复合地基破坏机制,对确定水泥土桩复合地基承载力提出了建议。     

新配方水泥土的室内试验研究

通过对原有配方水泥土中加入外加剂等得到的新配方和增强配方水泥土进行一系列力学性能室内试验,对试验结果进行对比分析,给出了三种配方水泥土的应力-应变关系,抗剪强度-剪切变形关系以及e-p曲线,说明工程中可采用新配方水泥土来替代普通配方的水泥土,以达到节约水泥的目的。     

水泥土流变特性的试验研究

利用土体流变试验机对温州地区水泥土进行了流变试验,研究结果显示:水泥土具有较强的流变性,水泥土的流变特性随轴向应力水平的增大而加剧;同一围压下,轴向应力水平越大,应变速率也越大;水泥土的瞬时变形非常显著;随着围压的增大,流变变形有减小的趋势,围压对水泥土的流变变形起限制作用。水泥土的流变特性可以采用经验模型和三维Burgers模型进行描述。对水泥土的电镜照片进行分析,发现水泥土内部存在着许多裂纹、孔隙等初始损伤。随着应力水平提高,水泥土体内部出现新的损伤;应力水平越大,持续时间越长,损伤积累越多,因此水泥土流变特性随应力和时间增加而加剧,稳态速率增加。     

劲芯水泥土桩单桩竖向承载性能与破坏模式研究

劲芯水泥土桩是一种新型的复合桩,目前国内外对于劲芯水泥土桩单桩承载-破坏模式尚缺乏统一认识。基于相似理论,设计了室内劲芯水泥土单桩静载荷模型试验。采用反映桩体材料破坏后特征的应变软化模型,模拟室内单桩竖向承载模型试验过程。研究表明,相比于莫尔-库仑模型,应变软化模型能够更好地反映桩体材料破坏后的性状,模拟的破坏模式与试验结果接近。基于应变软化模型,讨论了芯长比、含芯率和端承条件对劲芯水泥土桩的竖向承载特性和破坏模式的影响。劲芯水泥土桩单桩竖向受荷时存在3种破坏模式:芯桩桩顶受压破坏、芯桩刺入外桩破坏、桩周土体破坏。采用现行规范中劲芯水泥土桩极限承载力计算方法进行对比分析,发现大部分工况下计算的承载力与数值模拟结果较为接近,但其适用性还需做进一步研究。     

混凝土芯水泥土复合桩混凝土-水泥土界面摩擦特性试验研究

混凝土芯水泥土复合桩是由高强度混凝土芯桩和水泥土组成的新型复合桩。芯桩-水泥土以及水泥土-桩周土之间的界面摩擦特性是影响复合桩荷载传递规律的关键因素,目前对芯桩-水泥土界面摩擦特性的研究还较少,而且常规的二维平面剪切试验也无法研究芯桩的直径和截面形状等因素对界面特性的影响。文章采用自主研发的三维桩土接触面剪切试验装置,模拟工程实际情况,对预制混凝土芯桩-水泥土界面摩擦特性进行研究。剪切试验结果表明：混凝土-水泥土界面在剪切试验过程中经历了弹性阶段、脆性破坏阶段和剪切滑移三个阶段,采用三折线模型可以较好地描述其本构关系;界面极限侧摩阻力与芯桩含芯率(或直径)密切相关,随含芯率增加表现为先大幅减小而后逐步趋于稳定;界面极限侧摩阻力与水泥土无侧限抗压强度存在近似线性关系,其值约为水泥土无侧限抗压强度的0.064～0.259倍,而界面残余侧摩阻力受含芯率和水泥土养护龄期的影响相对小;在芯桩侧表面积相同的情况下,圆芯复合桩界面极限侧摩阻力约为方芯复合桩的1.329倍;界面极限相对位移受含芯率、水泥土龄期及芯桩截面形状影响较小,基本在1.23～2.40mm。     

硫酸侵蚀环境下水泥土的多元线性回归强度模型

通过模拟试验的方法探讨了在不同H2SO4侵蚀环境下不同龄期(0～28d)的水泥土表观变化和抗压强度衰减规律,得出了水泥土表面腐蚀程度随着侵蚀时间的增长和H2SO4介质浓度的增大而增加,水泥土抗压强度随H2SO4浓度的增大而减小;分析了H2SO4溶液的pH值和SO2-4浓度随时间的变化关系,得出随着时间的增长侵蚀溶液的pH值增大,SO2-4浓度则呈下降趋势.研究认为:受H2SO4侵蚀的水泥土强度改变与环境溶液的pH值、SO2-4浓度和时间密切相关.在此基础上建立了考虑H2SO4侵蚀环境下pH值、SO2-4浓度、时间多因素的多元线性回归的水泥土强度Q-T,pH,S模型,经对比预测值与实测值,证明两者比较接近,差值说明模型的具有一定的可行性,可供工程设计参考.     

有害离子对橡胶水泥土抗侵蚀性能的影响研究

为了研究橡胶水泥土在侵蚀性土壤环境中的工作性能,研究了不同浓度的NaCl和Na2SO4溶液、不同橡胶粉掺量以及不同橡胶粉粒径等因素对橡胶水泥土抗侵蚀性能的影响.试验表明,掺入橡胶粉后,橡胶水泥土的抗Cl-、SO42-离子侵蚀能力与水泥土相比,均有不同程度的提高;橡胶水泥土随侵蚀溶液浓度加大,抗压强度呈下降趋势,其中SO42-离子对橡胶水泥土侵蚀能力要大于Cl-离子的侵蚀能力;随着侵蚀时间的增加,橡胶水泥土的无侧限抗压强度先增后降;掺粒径30目橡胶粉的水泥土抗离子侵蚀能力强于掺60目橡胶粉的.研究表明,橡胶水泥土的抗有害离子侵蚀性能优于普通水泥土,能够在含有Cl-、SO42-离子等侵蚀性土壤中良好工作.     

软化时间对水泥土强度特性影响试验研究

文章采用模拟试验的方法研究了在水环境中不同软化时间对水泥土强度特性的影响。得到了水泥土在水软化环境下抗压、抗折强度与时间的关系曲线。结果发现水泥土的抗压、抗折强度均随着软化时间的增大而逐步减小,但从时间效应看,随着水泥土中水泥的水化,试件内部逐渐密实,水的软化效应在逐渐减弱。试验结果可为水泥土在水软化环境下的应用提供参考。     

废弃混凝土-水泥土强度特性及固化机理研究

将拆除城市旧建筑物和构筑物时产生的废弃混凝土掺入水泥土中,研究废弃混凝土-水泥土无侧限抗压强度的影响因素及其固化机理。采用正交试验方法,进行水泥土配合比设计和室内无侧限抗压强度试验。试验研究表明:影响废弃混凝土-水泥土无侧限抗压强度的主次因素依次是龄期、水泥掺量、废弃混凝土掺量;在水泥土中掺入15%~20%废弃混凝土可以有效提高水泥土的无侧限抗压强度。由废弃混凝土-水泥土固化机理分析得到:水泥土强度增长的主要原因是水泥的水解和水化反应;水泥与土颗粒之间的离子交换和团粒化作用进一步提高了水泥土的强度;废弃混凝土对水泥土强度增长的影响主要是填充效应和水化效应。     

水泥土桩墙支护结构的优化设计

水泥土桩墙支护结构常规的设计方法采用试算校核法,此方法不仅计算繁琐,而且难以得到既经济又可靠的设计方案.为此,本文探讨了水泥土桩墙支护结构参数的优化设计,建立了相应的以水泥土桩墙的有效宽度、埋入深度和置换率为决策变量的优化设计模型,并引用遗传算法对优化模型求解.最后给出了工程计算实例,计算结果表明此优化方法是可行的.     

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。     

深圳软土矿渣水泥土强度模型

文中采用均匀试验设计方法,利用有限的水泥土试块抗压试验,较有效地研究深圳水泥土强度与固化剂中的矿渣掺入比例间的关系,建立深圳地区矿渣水泥土强度模型,对提高水泥土强度,降低水泥搅拌桩软基加固成本有着重要指导意义。     

硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀下水泥土力学性质试验研究

为研究硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀下水泥土的力学性质,将制备的水泥土试块置于不同浓度的硫酸铵和硫酸钠溶液中进行长期(150 d)浸泡,通过无侧限抗压强度试验,得到无侧限抗压强度随侵蚀溶液浓度和侵蚀时间的变化规律,分析硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀对水泥土力学性质的影响。研究结果表明:硫酸铵和硫酸钠溶液对水泥土均具有侵蚀作用,浓度越大,侵蚀越显著;浸泡时间越久,侵蚀越明显;在侵蚀早期,硫酸钠浓度在一定范围内对水泥土的抗压强度增长有利,在短期内硫酸钠溶液可以提高水泥土试块无侧限抗压强度;在相同SO_4~(2-)浓度下,硫酸铵溶液侵蚀下的水泥土抗压强度要低于硫酸钠溶液侵蚀下的抗压强度,铵盐会对水泥土的力学性质产生影响;硫酸盐对水泥土的侵蚀作用要远大于铵盐对水泥土侵蚀作用。     

稀土矿采空区路基水泥土注浆加固施工技术

过去多采用纯水泥浆或化学浆进行采空区路基加固处理。但纯水泥浆早期强度低,水泥凝结时间较长、析水较多、稳定性差,硬化时常伴有体积收缩且水泥用量大,成本高;而化学注浆采用的化学材料往往具有一定毒性,易对环境造成污染。因此,考虑到寻乌-全南高速公路的实际需要(早期强度要求高、工期短、造价低),采用一种造价低廉的水泥土(黏土-水泥)注浆方法,对采空区路基进行注浆加固。     

水泥土力学性能的试验分析

通过一系列水泥土工程力学性能试验,得到了水泥土的基本力学参数.对试验结果进行回归分析后,给出了水泥土抗压强度的影响因素及其与抗压强度的关系、变形模量与抗压强度的关系、抗剪强度与正应力的关系、水泥土应力-应变曲线的回归方程以及不同水泥掺量和龄期的水泥土抗压强度推算公式.     

水泥土桩的环境侵蚀效应试验研究

通过试验研究自然水、不同种类与不同浓度的化学溶液和不同的pH值对水泥土桩的侵蚀效应。试验结果表明,pH值提高,水泥土强度提高;水泥土强度与化学溶液的浓度成反比;不同化学溶液中水泥土强度不同。建议复杂环境中的水泥土桩的设计承载力应考虑应用环境的酸碱度效应。     

灌注桩-水泥土挡墙复合围护在软土基坑中的应用研究

上海长桥水厂大型水池基坑采用了灌注桩-水泥土挡墙复合围护,在保证基坑安全的同时有效保护了基坑外侧的管道.基于小应变硬化土本构模型对2种围护方案建立数值模型进行计算分析和对比研究,结果发现:水泥土挡墙外侧套打灌注桩后,围护结构侧向位移和坑外地表沉降均明显减小,管道侧向和竖向位移显著变小,管道保护效果较好;基坑开挖对管道强...     

水泥土的环境侵蚀效应与破裂过程分析

采用试验的方法研究了水泥土在各种环境因素(水、不同化学溶液、不同浓度以及不同pH值等)影响下的力学特性，并对一定水泥掺量的水泥土试件的侵蚀特征及无侧限抗压强度试验进行了实时观测和记录，得到了水泥土试件的侵蚀特征照片和荷载位移曲线及相对应的破裂过程照片。对试验结果的分析表明，环境侵蚀对水泥土力学强度产生了明显的影响，而对破裂过程影响较小。探讨了水泥土在各种侵蚀环境下的侵蚀效应、破裂特征及破裂机理，为进一步分析环境侵蚀下水泥土的内部损伤演化规律和本构模型的建立奠定了基础。