上海黏土掺入聚乙烯醇纤维后的强度试验研究

为研究聚乙烯醇纤维对上海黏土抗剪和抗压强度的影响以及聚乙烯醇纤维加筋材料对上海黏土强度的作用机制,分别对不同条件下的聚乙烯醇加筋上海黏土进行直剪慢剪和无侧限抗压强度试验。试验结果表明:掺入聚乙烯醇纤维后,上海黏土的抗剪强度、抗压强度均提高了,相对于素土,抗剪强度和抗压强度分别最大提高了73.7%和49.5%;抗剪强度和抗压强度的最佳加筋率分别为1.0%和0.8%,且相对于素土,抗变形能力有所提高;当垂直压力为50 k Pa时,直剪试验的应力-应变曲线呈应变软化状态;当垂直压力为100,150和200 k Pa时,应力-应变曲线呈应变硬化状态;直剪试验中,聚乙烯醇纤维掺入上海黏土对黏聚力影响较大,对内摩擦角几乎没有影响。     

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。     

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%。     

纤维素纤维和石灰粉对上海黏土抗压强度的影响

为改良上海黏土强度低、易变形的特性,将纤维素纤维和石灰粉以不同的质量加筋率加入到上海黏土中并在不同养护龄期下养护,然后对试样进行无侧限抗压强度试验,来探究纤维素纤维和石灰粉对上海黏土抗压强度的影响。试验结果表明:石灰粉能够有效的提高上海黏土的抗压强度,同时也提高了土体的脆性;纤维素纤维对提高黏土抗压强度效果不明显,但提高了土体的延性;同时掺加纤维素纤维石灰粉时,土的抗压强度显著提高,土的脆性降低,延性增加;抗压强度最适宜的加筋率为0.8%纤维素纤维和10%石灰粉。     

四种人工合成纤维加筋黄土的抗剪特性

为了对比分析不同类型纤维的加筋效果及其作用机制,选取玄武岩纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维和玻璃纤维4种常用的人工合成纤维,以黄土为研究对象,在控制试样含水率、干密度、纤维长度和掺量等参数一定的条件下,制备5组试样进行直剪试验。试验结果表明:①纤维加筋前,土体的剪应力-剪切位移曲线存在比较明显的应变软化特征,纤维加筋后的曲线逐渐由应变软化转化为应变硬化。②纤维的掺入能够有效提高土体的抗剪强度。比较而言,玄武岩纤维的增强效果较其他纤维更好,玄武岩纤维加筋土的黏聚力和内摩擦角增幅分别为52.03%和24.30%;聚丙烯纤维次之,增幅分别为45.94%和16.01%;聚酯纤维和玻璃纤维增强效果相对较差。③加筋土黏聚力的提升与纤维-土界面的黏结力、纤维自身的抗拉强度有关,内摩擦角的提升主要与纤维-土之间的界面摩擦力有关。比较而言,玄武岩纤维的表面粗糙,抗拉强度大,使得加筋土的抗剪性能提升明显。相关分析结果可为比选纤维加筋土类型提供较好的参考。     

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。     

棕榈加筋土抗剪强度的影响因素分析

为了较为全面研究不同影响因素对棕榈加筋黏土的抗剪强度的影响程度,选取长度为2和8 mm的棕榈片,并以不同质量加筋率(0.25%、0.50%、1.0%、2.0%)和长宽比(1∶1、1∶2、1∶3、1∶4)加入到黏土中,对棕榈加筋土进行直接慢剪试验。试验结果表明:棕榈可以提高上海黏土的抗剪强度和土体的黏聚力,对内摩擦角基本无影响;直剪慢剪试验中,两种尺寸下的筋材的最优加筋率均为0.50%,最佳筋材长宽比为1∶3;棕榈长度为8 mm的加筋土抗剪强度峰值和黏聚力均优于2 mm的加筋土;指出了棕榈加筋土在研究领域的不足并提出目前在实际工程上面临的难题。     

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。     

含水率对木纤维加筋土抗剪强度的影响

以红黏土为研究对象,木纤维为加筋材料,采用ZJ型应变控制式直剪仪对纤维加筋土进行不固结不排水快剪试验,研究含水率对木纤维加筋土抗剪强度的影响规律。结果表明:纤维加筋红黏土的抗剪强度都高于素土的抗剪强度,且5%木纤维含量复合土的抗剪强度最大;加筋土的抗剪强度和粘聚力随着含水率的增大逐渐减小的,与内摩擦角相比,纤维对粘聚力的影响更大,研究结果为岩土工程高倾角边坡治理提供了依据。     

提高上海粘土强度的加筋试验研究

为解决因大孔隙与高压缩引起土的强度降低问题,采用棕榈加筋上海粘土来提高其强度。选择棕榈加筋率、加筋尺寸作为影响因素,对其进行直剪慢剪、CBR及无侧限抗压强度的试验研究。试验结果表明:棕榈加筋土能够显著提高上海粘土抗剪强度、抗压强度及抗变形能力。最适宜的棕榈加筋尺寸为6 mm×12 mm。直剪慢剪试验的最佳加筋率为0.6%,CBR及无侧限抗压强度试验的最佳加筋率为0.8%。同时通过试验研究,分析加筋土强度变化的原因,掌握棕榈加筋对上海粘土影响的变化规律。     

黄原胶和棕榈丝纤维对上海黏土抗压强度的影响

为改良上海黏土强度低、易变形的工程特性,将黄原胶和棕榈丝纤维以不同质量加筋率加入上海黏土并在不同养护龄期下养护,通过无侧限抗压强度试验探究黄原胶和棕榈丝纤维对上海黏土抗压强度的影响。试验结果表明:与素土相比,黄原胶能够提高土体抗压强度,但也增加了土体的脆性;棕榈丝纤维能提高土体抗压强度,也能提高土体的延性;同时添加黄原胶和棕榈丝纤维,土体的抗压强度和延性均有明显提高;抗压强度最适宜加筋率为1. 5%黄原胶和0. 75%棕榈丝纤维。     

建筑垃圾碎末和石灰粉对上海黏土抗压强度的影响

上海地区黏土普遍具有强度低、易变形的特点,为了改良这种特性,将建筑垃圾碎末和石灰粉以不同的质量加筋率加入到上海黏土中,并在不同的养护龄期下对各试样进行无侧限抗压试验,对试验结果进行分析和讨论,研究建筑垃圾碎末和石灰粉对上海黏土抗压强度的影响。研究结果表明:建筑垃圾碎末对土的抗压强度影响不明显,但能有效地提高土体的延性;石灰粉能够有效地提高土体的抗压强度,但土体的脆性增加明显;在同时添加建筑垃圾碎末和石灰粉的情况下,土体的抗压强度和延性均有明显提高。其中,当加筋率为4%石灰粉和20%建筑垃圾碎末时,土体的抗压强度提高达到最适宜值。     

陶粒混杂纤维混凝土强度正交试验研究

为了解决目前轻质混凝土力学性能不足的问题,开展了向轻质混凝土中掺入多种纤维以提高其力学性能的试验。采用正交试验方法分析了陶粒、玄武岩纤维和聚丙烯纤维这3种添加物对于混凝土抗压强度和最大抗剪荷载的影响。结果表明:陶粒替代部分粗骨料能够有效降低混凝土的自重并大幅度降低混凝土的抗压强度,但陶粒可以提升混凝土的最大抗剪荷载,最大提升幅度为13.7%;玄武岩纤维与聚丙烯纤维的掺入可以有效地提高混凝土的抗压强度和最大抗剪荷载,对混凝土抗压强度的最大提升幅度分别为9.7%和5.7%,对混凝土最大抗剪荷载的最大提升幅度分别为36.2%和13.1%。建立的混杂纤维混凝土抗压强度和最大抗剪荷载的预测模型能够精确地预测其抗压强度以及最大抗剪荷载。研究成果对混杂纤维混凝土的力学性能研究具有一定的参考价值。     

玄武岩纤维提升水泥土抗拉性能的试验研究

为研究玄武岩纤维对水泥土抗拉力学性能的影响,选取不同长度、直径及掺量的玄武岩纤维掺入水泥土,通过开展单轴拉伸试验、无侧限抗压强度试验和扫描电镜试验,并采用正交试验极差法,分析了玄武岩纤维对水泥土的应力-应变曲线、抗拉强度、拉压强度比和破坏形态的影响规律和微观作用机理。结果表明:玄武岩纤维水泥土的单轴抗拉试验应力-应变曲线可分为弹性变形、破坏、残余强度和稳定4个阶段;纤维变量对抗拉性能影响大小依次顺序为长度、掺量、直径;玄武岩纤维长度9 mm和掺量1.5%为玄武岩纤维的最优单掺参数。玄武岩纤维水泥土的拉压比较未掺入纤维的水泥土的拉压比高,但纤维种类和掺量等对纤维水泥土的拉压比影响较大;三维随机网状分布的玄武岩纤维可提升水泥土的抗拉强度和韧性。     

钢筋钢纤维混凝土牛腿斜截面抗裂荷载的研究

通过对22个钢筋钢纤维混凝土牛腿试件的试验研究,探讨了钢纤维体积率、剪跨比、混凝土强度等对钢筋钢纤维混凝土牛腿斜截面抗裂荷载的影响,在普通混凝土牛腿斜截面抗裂荷载计算公式的基础上,给出了钢筋钢纤维混凝土牛腿斜截面抗裂荷载的计算公式,计算值与试验值基本吻合。