石灰和水玻璃共同改良粉土试验研究

对泰州地区粉土用石灰和水玻璃进行室内改良试验,研究了不同掺量石灰+水玻璃(1%石灰+3%水玻璃、3%石灰+1%水玻璃、3%石灰+3%水玻璃)改良粉土的改良效果,得出以下结论:石灰+水玻璃对粉土有良好的改良效果,改良土的CBR值较素土有很大的提高;改良土的CBR值与无侧限抗压强度均随着养护时间和压实度的增加明显提高;粉土中掺入3%石灰+3%水玻璃后改良效果最佳,掺入1%石灰+3%水玻璃后能快速提高粉土的早期强度。试验成果可以指导实际工程依据强度要求确定不同的石灰+水玻璃掺量。     

纤维与粉煤灰改良粉土的正交试验分析

黄河三角洲地区粉土、粉砂分布广泛,为了使其满足作为路基填土等实际工程的要求,消除不良工程特性而需要对其进行改良。掺入适量的粉煤灰、石灰可以提高粉土的抗剪强度,但同时也会增加土的脆性。因此在改良土中掺入纤维来进一步提高其抗剪强度并改善其脆性。采用正交试验设计,选取了具有典型代表意义的九组试样进行三轴压缩试验、直接剪切试验与固结试验,分析了不同粉煤灰、石灰掺量,纤维掺量与纤维长度对改良土的抗剪强度与压缩性等工程特性的影响。获得了各项指标的粉煤灰与石灰掺量、纤维掺量与纤维长度的最佳配合比参考值。采用线性多元回归方法,建立了改良土力学指标与多种影响因素的经验公式,为黄河三角洲地区粉土的改良提供了可以借鉴的数据与经验。     

强风化岩流态固化土压缩特性正交试验研究

随着西部大开发战略的快速实施,地下工程越来越多,为保护生态环境、降低工程造价,将开挖出的强风化岩进行破碎后,掺入一定比例的黄土、水泥、膨润土和泵送剂进行固化改良作为流态填筑材料。以西北地区某基坑回填工程为依托,通过正交设计,对不同配比的流态固化土进行压缩特性试验研究,得到各因素的最优配比,分析了强风化岩流态固化土压缩模量的影响因素及其显著性大小,并对强风化岩流态固化土的微观变化机理和水稳定性进行研究。结果表明：对压缩模量影响最显著的因素是泵送剂,其次是强风化岩粗骨料掺量;各因素掺量对压缩模量影响的主次顺序为：泵送剂→强风化岩粗骨料→膨润土→水泥→黄土→强风化岩细骨料;改良试样浸水后压缩模量随龄期增长,下降幅值逐渐减小,表明其水稳定性和整体性能显著提高;通过微观分析得到泵送剂掺量为0.4%时,试样胶结性能较好。研究结果对评价强风化岩作为流态填筑材料可行性具有一定的参考价值。     

刘老涧泵站地基膨胀土特征及改良研究

以南水北调东线刘老涧泵站场地膨胀土为研究对象,通过试验数据收集、分析,得出泵站地基原状土、堆弃土、压实填土的物理性质、矿物组成和膨胀性特征;结合室内试验,模拟施工条件进行膨胀土改良"大型"试验研究,对比石灰和石灰+水泥为改良剂及不同掺入率时改良土膨胀性、力学强度、渗透性变化规律,提出膨胀土改良应用建议,成功解决了工程问题,为本地区水利工程建设积累了经验。     

纳米硅粉水泥固化土的工程特性试验研究

将具有优异性能的纳米硅粉作为外加剂应用于水泥固化土，基于室内试验结果。分析了纳米硅粉水泥固化土的无侧限抗压强度特性，给出了相应的预测公式；探讨了纳米硅粉水泥固化土的变形模量变化规律，并对应力应变关系进行了抛物线拟合分析，研究表明，掺加纳米硅粉不仅能提高水泥固化土的中后期强度，而且能大幅度提高其早期强度，纳米硅粉对水泥固化土的改性效果十分显著。     

黄河堤防粉土增湿变形特性试验研究

对黄河堤防粉土增湿变形特性进行了试验分析,认为:①土料试样在不同的压力下浸水,从膨胀转变为湿陷的界限压力值为330 kPa,当压力值小于25 kPa时,该土样的膨胀量较大;②击实土样的制备含水率对于增湿后膨胀变形的影响很大,在工程实际中应在大于或小于最优含水率时进行试验研究;③不同的粉土土质具有不同的增湿变形特性,应根据工程实际情况,分别针对不同的土质进行增湿胀缩变形试验。     

掺水泥粉土的改良风积沙三轴压缩特性

基于单掺5%水泥的经济性设计指标,开展了混掺水泥粉土的改良风积沙三轴压缩试验,分析了改良风积沙试样不同围压下的应力-应变及强度特性,揭示了不同掺比改良风积沙黏聚力和内摩擦角的变化规律,以及改良风积沙的破坏形式及剪切破坏机理。结果表明：改良风积沙的应力-应变关系曲线均为应变软化型曲线;弹性模量和破坏强度与围压正相关,弹性模量在粉土掺量增至15%时达到峰值;破坏强度与粉土掺量正相关;10%粉土掺量下改良风积沙黏聚力最大,内摩擦角则随粉土掺量增加而单调增长。水泥水化物包裹在沙粒表面,增加了沙粒表面粗糙度,并在沙粒之间的空隙形成网状结构,将沙粒联结起来,阻碍沙粒相对运动;掺入适量粉土可填充沙粒和水化物之间的空隙,但过量粉土会制约水化反应,同时碱性离子与水化物反应产生胶结能力差的硅酸钠和铝酸钠,导致改良风积沙整体性能下降。     

马平高速公路路基土承载比（CBR值）试验及质量控制

青海省马平高速公路路基施工过程中成功的运用了CBR值试验技术,此技术与传统的压实度控制路基施工质量相比,采用通过试验,提前掌握土的压实度与土的承载力间的关系,应用于施工中,取得了较好的效果。     

某特高土石坝防渗砾石土料含水率特性及现场改良试验研究

高海拔地区某３００ｍ级特高土石坝防渗土料天然含水率偏低,且高海拔气候对土料含水率有独特的影响,需要进行含水率改良试验研究。通过对该特高土石坝防渗土料天然含水率及级配改良后成品土料含水率进行大量数据分析,明确了土料进行含水率改良的必要性。针对高海拔防渗土料场气候特点,探究了土料在曝露及覆盖条件下含水率的变化规律。现场进行了大规模含水率改良工艺试验,采用了创造性的大体积料堆含水率取样方法,在土料闷制过程中进行了大量的含水率试验工作。对比试验结果表明,在覆盖条件下,加水后的土料料堆表面失水速率和含水率影响深度均低于不覆盖条件。因此提出了后续实际生产过程加强土料料堆覆盖封闭,从而避免水分过度损失的指导性建议。     

钢渣改良粉质黏土小应变动力特性试验研究

结合废钢渣的理化性质及其作用效果,采用废钢渣代替传统的水泥进行粉质黏土地基的动力 特性改良。利用共振柱试验,探讨钢渣粉质黏土混合料的动剪模量 Ｇ和阻尼比 Ｄ在固定围压 σ0 和养 护龄期条件下,随不同配合比下的变化特点。利用 Ｋｏｎｄｎｅｒ模型经验公式,将动剪模量归一化 Ｇ／Ｇｍａｘ, 并和阻尼比分别与动剪应变进行拟合。分析钢渣含量与最大动剪模量 Ｇｍａｘ和最大阻尼比 Ｄｍａｘ的变化规 律,并与水泥粉质黏土混合料进行分析对比。试验研究表明,配合比对两种混合土体的动剪模量和阻尼 比的影响最为显著;随着掺料含量的增大,动剪模量和阻尼比均呈现出先增大后减小的变化趋势;结果 显示,30％的钢渣掺量可代替 15％及以下掺量的水泥用于粉质黏土地基加固。试验成果明确了钢渣应 用于粉质黏土地基处理的可行性,具有实际的工程意义。     

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。     

土动力学试验与计算研究

以自行研制的大型电液伺服粗粒土动静三轴试验仪为工具，对砂砾石、掺砾土两种粗粒土的试验资料作了较深入的研究，提出了供动力分析使用的振动孔隙水压力和残余应变数学模型，考虑初始剪应力影响归纳了指数函数型表达的超静孔压增长规律和残余剪切变形规律。在三维有效应力有妇元法中，运用上述模型对地基土的地震反应进行分析，不但可模拟土体孔压和永久变形在地震过程中的变化情况，而且能够对地震过后一段时间的变化进行模拟。     

冻融循环作用下强氯盐渍土强度变化规律研究

为了研究冻融循环作用对强氯盐渍土不固结不排水抗剪强度的影响,选取罗布泊地区强氯天然盐渍土,分别配制2种不同干密度的试样,在不同冻融循环次数下进行三轴不固结不排水剪切试验,考察罗布泊强氯盐渍土不固结不排水抗剪强度随冻融循环次数的变化关系。结果表明:不同干密度的强氯盐渍土试样在0~7次冻融循环内粘聚力cu均随着冻融次数的增加而降低,并且最大干密度的试样粘聚力降低的幅度较大,内摩擦角φu略有增加但变化不大;相同的冻融循环次数下,干密度较大的试样较干密度小的试样抗剪强度参数cu、φu大。含盐类别及含盐量的不同是盐渍土在不同冻融循环次数下抗剪强度呈现不同变化的根本原因。     

纤维土的三轴试验研究

考虑了纤维材料的尺寸效应,采用常规三轴仪研究了纤维土在不固结、不排水条件下的强度特性和补强机理。试验结果表明,该纤维土的强度和整体稳定性较素土有明显提高,是由于纤维弯曲与土颗粒均匀地交织在一起构成了空间(三维)结构,土体与纤维之间产生咬合摩擦力和空间约束力所致。同时试验还表明,纤维掺量和围压也是决定纤维土性质的重要因素。     

镍铁渣粉水泥土的固化机理试验研究

为了研究镍铁渣粉水泥土的固化机理,从滨海区域工程实际出发,将镍铁渣粉等量替代水泥质量掺入到水泥中,结合ＸＲＤ试验、ＳＥＭ试验和压汞试验对镍铁渣粉水泥土的固化机理进行分析,从而实现以宏观和微观相结合的方式来考察其在海洋环境下的强度及抗渗性能。结果表明:水泥石中掺与镍铁渣粉,其物相种类不发生改变,主要为Ｃａ（ＯＨ）２、Ｃ３Ｓ、Ｃ２Ｓ、ＣａＣＯ３和ＳｉＯ２这五种物相;镍铁渣粉水泥土的孔径在７ｄ和２８ｄ时走势及大小变化不显著,而６０ｄ龄期以后,总孔隙体积和最可几孔径逐渐减小;随着龄期的增长,镍铁渣粉水泥土中的水泥水化产物增加,其孔隙逐渐消失,镍铁渣粉开始发挥作用并且其微观结构整体性愈发增强。     

黄河下游堤防土体抗冲特性试验研究

对不同抗冲条件下黄河下游堤防土体的冲刷特性及影响因素进行了试验研究。结果表明:土体冲刷量的变化受流速、土质的影响较大,密度对冲刷量的变化也有一定影响;随着冲刷时间的延长,土体颗粒级配发生明显的变化,较细的颗粒先被冲走,冲出土体的黏粒含量逐渐降低,平均粒径逐渐增大;流速和密度对黏粒含量和平均粒径的变化影响最为显著,土质次之,试样厚度影响最小。     

膨胀土电化学改性试验研究

为了研究改善膨胀土性质的方法,同时了解膨胀土改善后的性质,通过以羟基铝溶液为电解液的电化学试验方法对膨胀土的性质进行改善,将改性后的试样土分为A区(阳极区)、C区(阴极区)和M区(中间区)3个部分,并分别对3个部分试样土以及原状土进行宏观和微观试验分析。试验数据分析得到:电化学改性后的试样土的黏粒含量减少而粉粒含量增多,比表面积和孔径减小,颗粒间连接更紧密,内摩擦角增大,同时土颗粒的持水量减少,亲水性减弱,自由膨胀率大大降低。试验结果表明:膨胀土的性质变化是由[Al₁₃]⁷⁺的离子交换和局部pH值变化等使带电土颗粒的扩散双电层变薄、颗粒间斥力变弱导致的,试样土A,C,M区的改善效果差异是受到外加电场对双电层的影响和土体微结构的各向异性等因素造成的。     

水泥改性膨胀土的非饱和强度试验研究

改性膨胀土的主要目的是减小膨胀土的膨胀潜势和提高膨胀土的强度。选取南水北调中线工程河南南阳段膨胀土,采用非饱和直剪仪进行素土与水泥改性土控制吸力条件下的直剪试验。试验表明,3%的水泥掺量使得膨胀土的自由膨胀率由51%下降到30%。在不同的基质吸力和竖向压力下素土试样由于结构性遭到彻底的破坏应力应变关系表现为应变硬化特性,而水泥改性膨胀土的应力应变关系表现为应变软化特性。水泥改性在提高膨胀土饱和抗剪强度参数c′、φ′的同时,也使得非饱和抗剪强度参数φb有所增大。试验成果为膨胀土现场水泥改性的设计施工提供了科学的、有价值的依据。     

石灰水泥改性垃圾土强度的试验研究

对垃圾土进行改性是降低工程投资,解决工程长期沉降问题的有效方法,发展前景极为广阔。通过对杨凌垃圾土的调查分析得出其含水率、干密度、各组成成分百分比等参数,以及垃圾土的级配参数,为改性试验提供了基础资料;开展了不同水泥石灰配比改性后垃圾土28 d龄期的强度、应力应变关系以及垃圾土的强度随龄期的变化规律试验。     

压实膨胀土抗拉强度试验研究

膨胀土干湿循环过程中土体内部干缩裂缝的产生与其抗拉强度有关,且其在抵抗干缩裂缝发育时产生重要作用,所以在研究膨胀土胀缩机理时,必须考虑抗拉强度的影响。对南京高淳膨胀土压实圆柱样采用轴向压裂法进行抗拉强度试验,研究不同压实度、不同初始含水率、不同制样方法、饱和度以及吸力对压实圆柱样抗拉强度的影响。结果表明压实膨胀土的抗拉强度随着压实度的增大而增大,随着含水率的增大而减小;失水和吸水对压实膨胀土抗拉强度有削弱作用且吸水的削弱作用更加明显;试样从非饱和状态转变为饱和状态时抗拉强度减小极为明显,减小比率高达80%。