连续级配土的级配方程及其适用性研究

提出了一个描述连续级配土的级配方程,研究了方程的基本性质、对不同土体级配曲线的反映能力,验证了方程对各种连续级配土的普适性。研究表明:该级配方程能够描述出双曲线形、反S形和近乎直线等三种典型的土体级配曲线,而且对于黏土、粉土、砂土和粗粒土等不同土料的级配都具有广泛的适用性。方程参数分析得知b主要决定级配曲线的形状,即双曲线形或反S形,而且,当m较小时,曲线很缓,近似于直线。参数m主要决定曲线的倾斜程度,且曲线主体部分的斜率与m成正相关。和Swamee提出的级配方程相比,本文的级配方程有明显的优越性和更宽广的适用性。对6座国内外土石坝人工爆破堆石料的级配研究表明,级配参数b和m大致在-0.28~0.64和0.45~0.75范围。     

连续分布的粗粒土级配方程与压实性能

以Morgan等人提出的生长曲线为基础,提出了可反映粗粒土"S型"以及"上凸型"颗粒分布的2参数级配方程及参数取值范围;当形状参数a趋向无穷大时,则级配方程转化为分形分布公式。在此基础上,提出了采用相对密度试验手段确定最优压实性能级配的方法。建议级配方程对于长河坝、大石峡、两河口等高坝的填筑级配,具有很好的适用性。利用所得研究成果,对大石峡砂砾料进行室内相对密度试验,结果表明:①对于最大粒径60 mm的不同分布规律的粗粒土而言,随着级配参数的变化,其最大、最小干密度均存在极值点或拐点,且对应的临界P5值都在35%附近。②临界P5值对应粗粒土的极优压实性能级配;颗粒级配越接近分形分布,压实性能越好,临界P5值对应的分形分布级配,即为最优压实性能级配。接近分形分布的长河坝堆石料,较低的现场压实参数却获得了较高的填筑干密度,也佐证了这一结论的合理性。③利用临界分形维数的尺度无关性,可以方便地将室内最优压实性能级配的研究成果推广至现场不同最大粒径的工程级配。结论可用于粗粒土的级配设计以及压实性能评价。     

具有分形级配的多分散颗粒体堆积特性研究

混凝土骨料或公路工程基层碎石常采用Fuller或Thompson分布作为设计级配,具有分形特性的多分散颗粒堆积体容易形成相对较大的堆积密度,作为理想的设计级配,其作用机理尚没有详细地解释。采用颗粒离散元仿真技术获取了多种具有分形级配的颗粒体在各向同性压缩条件下的堆积密度,颗粒体由光滑（无摩擦）的球形颗粒构成,分形级配曲线的形状由粒径区间和分形维数指标控制。在此基础上,研究了分形级配指标与堆积密度和配位数等宏细观指标的相关性,得出分形维数及粒径区间对堆积密度有重要影响。当级配粒径区间较大时,最大的堆积密度对应的分形维数为2.5左右,与工程中常采用的Fuller和Thompson级配十分一致。通过对堆积体细观颗粒层面的配位数及局部堆积密度的研究得出,分形维数为2.5左右时,试样局部排序和接触分布得到优化。研究结果可为进一步优化混凝土、土石坝或路基等碎石填料的级配设计提供理论指导。     

二灰级配碎石路面基层的质量控制

本文结合实践，对二灰级配碎石的原材料要求、级配控制和拌制方法，以及对分层摊铺过程中的碾压和养生等几个要害问题的质量控制作了初步的探讨。     

碎石土路基填土的级配特征与压实特性研究

从影响碎石土路基压实特征的因素之一———碎石土本身的级配特征入手,通过试验和多元线性回归确定了特征粒径和最大干密度以及特征粒径和最佳激振频率、最佳振动荷重之间的关系,提出了级配特征值的概念。通过回归方程可确定某种级配碎石土的最大干密度和最佳激振频率等振动参数指标,为室内试验和现场施工做出指导。     

基于厂拌热再生技术的集料密度影响规律

研究了厂拌热再生技术中回收沥青路面材料（RAP）中矿料与新集料的密度差异对混合料空隙率和级配的影响规律,改进了RAP矿料密度的测试方法,提出热再生混合料空隙率法则和广义级配法则： 当RAP矿料掺量和油石比一定时,混合料中矿料的合成毛体积相对密度越小,其空隙率越大;在混合料级配曲线上,受较小密度集料影响的部分曲线段向级配上限靠近,受较大密度集料影响的部分曲线段向级配下限靠近.沥青路面施工必须严格控制集料密度波动.     

粗粒土强度和变形的级配影响试验研究

开展了不同细粒含量的无黏性和含黏粒粗粒土的共8组大型三轴排水剪切试验,研究了级配对粗粒土强度、变形、剪胀特性和颗粒破碎的影响。试验结果表明细颗粒含量的大小、是否含泥是粗粒土力学特性的重要影响因素;分析了无黏性粗粒土的颗粒破碎率随围压大小、级配的变化;研究了剪切峰值随围压、细颗粒含量的变化规律,讨论了不同围压、不同级配特征情况下粗粒土的剪胀特性。根据含黏粒粗颗粒土的试验结果,分析了含泥量对强度和变形特性的影响,并从机理上分析了细粒含量对无黏性和含黏粒粗粒土的力学特性影响的差异性。试验结果表明对于土石坝工程良好的坝体填筑料级配、严格控制小于0.075 mm颗粒含量,有利于提高坝体的稳定性和减小坝体沉降。     

粗粒筑坝材料密实度的缩尺效应研究

 针对已有研究成果忽视密实度缩尺效应对粗粒筑坝料力学性质影响的问题,根据双江口300 m级土石坝堆石料的原平均设计级配曲线,采用4种不同缩尺方法得到室内干密度极值试验成果,利用粗粒筑坝材料的级配设计母线--Talbot曲线,引入分形几何理论,选取对级配性质较为敏感的Talbot公式的指数n以及反映颗粒形状与粗糙度的因子作为分形指标,解译粗粒料密实度出现缩尺效应的内在原因,为粗粒料级配构成对密实度影响的量化评价提供依据,克服以往只能利用不均匀系数和曲率系数进行模糊评价的缺点。利用PFC2D软件,结合混合法各缩尺比级配进行干密度极值数值试验,研究缩尺效应对粗粒料的相对密度、孔隙率的影响规律,并分析引起其差异的细观机制。     

间断级配粗粒土压实特性试验研究

岩土工程中常遇到级配不连续的粗粒土,这类间断级配粗粒土的压实特性尚不清楚。通过开展室内压实试验,探究了影响间断级配粗粒土压实特性的主要因素。试验发现,间断级配与连续级配料相比,缺少d₃₀以下的粒径不利于压实,缺少中间粒径反而可能有利于压实。其干密度随基准级配分形维数D的增加而增大,并且D=2.5~2.7时压实性最好;随细料含量的增加先增后减,而最优细料含量与粗、细料单独堆积密度以及粗细颗粒堆积过程中的相互干扰程度有关。据此建立了间断级配粗粒土压实干密度的预测模型,通过少量压实试验即可得获得干密度与细料含量的关系曲线,从而得到最优细料含量和满足干密度要求的细料含量区间,可以较大程度上减少试验工作量。     

基于分形理论的堆石料级配设计方法

根据分形理论,推导了堆石料级配的分形分布公式。利用6座心墙坝和5座200 m级面板坝工程的现场级配检测资料进行验证,相关系数基本在0.95以上,吻合较好;相对于不均匀系数Cu和曲率系数C_c指标,粒度分形维数可以更客观地反映堆石料填筑级配平均特性;对英安岩、凝灰岩和混合岩等不同母岩特性的缩尺堆石料进行了室内干密度试验研究,同时结合水布垭等4座大坝原级配堆石料的检测资料,研究了级配(粒度分形维数)与压实干密度的关系,认为级配是影响堆石料压实性能的主要因素;利用粗粒土级配的Cu,C_c与分形维数的关系,首次提出了堆石料、过渡料等大粒径筑坝材料的良好级配范围,其粒度分形维数在2.22~2.63之间。研究结论可为堆石料的级配设计与优化提供依据。     

珊瑚泡沫流动固化材料基础性能试验研究

随着南海战略地位的提高,建筑材料的缺乏成为南海军事建设或民用建设的一大难题,珊瑚材料是南海等地最主要的建筑材料,珊瑚泡沫流动固化材料的研究为南海建筑材料提供多样性。珊瑚泡沫流动固化材料是一种超大流动度的泡沫混凝土材料,由于泡沫的易破坏性,拌和过程中过大或者过多的粗骨料会导致材料成型不均匀且工作性较差,因此,该材料不再需要骨架支撑作用。提出了珊瑚砂流动固化材料概念模型,即珊瑚泡沫胶砂为主体,是主要的支撑结构;粗骨料成为填充组分,可以节约材料,稍微增加强度。该模型揭示了珊瑚泡沫流动固化材料应细集料占优配制,且严格控制粗集料粒径及掺量。试验验证当密度控制在1 200~1 800 kg/m^3时,7 d抗压强度可达到3~7 MPa,且呈正相关特性,该材料适用于南海机场阻滑坑及防滑跑道等工程的建设。     

施工现场混凝土构件的强度控制

施工现场控制混凝土强度直接关系到建筑物的合理使用年限。从原材料中水泥、砂子、石子的质量控制,具体的计量和按规范操作的工艺,直至施工管理,介绍了质量控制的关键所在。针对存在的问题,从管理人员和操作人员的明确分工,工程开工前的材料取样检测,以及原材料的质量控制提出了具体措施和对策。     

关于混凝土配合比选择方法的讨论——关于当代混凝土配合比要素的选择和配合比计算方法的建议之二

当代混凝土配合比选择的内容实际上是水胶比、浆骨比、砂石比和矿物掺和料在胶凝材料中的比例等四要素的确定,以及按照满足施工性要求的前提下紧密堆积的原理的最后计算方法.对于有耐久性要求的混凝土,这四要素的原则都能以混凝土结构耐久性设计给出的<混凝土技术要求>为根据来确定.调整配合比时,应采用等浆体体积法,以保证混凝土的体积稳定性不变.     

轻质墙体材料上抹灰质量通病的预防措施

介绍了轻质墙体材料上抹灰质量通病的预防措施的一般方法、特点，对其预防措施、要求、一般施工工艺程亭、材料要求等进行了简单阐述，并提出常用的轻质墙体材料抹灰施工方法及质量控制措施。     

基于职业技能培训的建筑材料检测应用型人才培养模式探讨

建筑材料质量是关系工程质量的重要方面,建筑材料检测是工程施工的重要环节,因此,在工程建设过程中须定时、按规对建筑材料进行质量检测。建筑材料质量检测是一项专业性、规范性和技术性极强的工作,对从业人员的知识水平和技术能力有较高要求。职业技能培训是培养建筑材料检测专业技能人才的重要途径。文章探讨了中国现行建筑材料检测应用型人才培养模式,分析了基于职业技能培训的建筑材料检测应用型人才培养特点、规律及主要问题,概要阐述了优化改进措施和基本实施策略,明确了人才培养中的"三个意识"、培养侧重点及多元教学资源。同时,基于建筑材料应用型人才培养实践,提出5步递进式培训新方法。     

同步注浆材料配合比设计与试验研究

介绍了工程地质概况、盾构机注浆设备配制情况及施工特点,并依此讨论了同步注浆材料配合比设计和室内试验内容、方法与试验依据。根据室内试验结果选择了同步注浆材料与合理的浆液配合比,根据现场应用中存在的问题进行了优化与调整,取得了经济合理的浆液配合比。     

外墙保温材料导热系数的试验研究

针对常用的XPS聚苯乙烯泡沫塑料、EPS聚苯乙烯泡沫塑料,以及水泥基复合保温砂浆和建筑垃圾为骨料的硅酸盐保温节能材料,试验研究材料的保温性能,得出不同保温材料密度与导热系数的关系。研究结果表明,XPS聚苯乙烯泡沫塑料、EPS聚苯乙烯泡沫塑料保温材料的表观密度和导热系数之间没有表现出特定的关系。水泥基复合保温砂浆和建筑垃圾为骨料的硅酸盐保温节能材料的导热系数随着密度的增大线性增加,大孔径材料比小孔径材料导热系数要大。通过研究,可以对建筑垃圾为骨料的硅酸盐保温节能材料配方及工艺的进一步改良提供理论依据和指导。     

利用营建剩余土石方开发冷压型再生粗骨料之可行性

根据材料互制性,配合水泥化学,并导入复合材料的观念,采用冷压技术,开发以性质较差且再利用率或再生性甚低的B2-3,B3,B4,B6类营建剩余土石方为母材的再生粗骨料,期望提高其再利用率及经济价值.试验结果显示,采用冷压技术所制作的再生粗骨料性质为:烘干相对密度约1.80;面干内饱和相对密度约2.05;吸水率约15.5%(质量分数);堆积密度为1 103～1 216kg/m3;空隙率约35.3%(体积分数);筒压强度为17.06～23.33MPa;其他性质亦符合ASTM C33规范要求.因此利用营建剩余土石方及冷压技术所开发的再生骨料,不仅符合再生绿色建材的精神,亦可降低生产烧结型再生骨料所消耗之能源与CO2排放.     

如何欣赏木材作为建筑材料的美

借助美学的审美方法,确立了我们欣赏木材作为建筑材料之美的方法,借助人类历史,侧面体现木材运用的发展,从多角度欣赏与论证木制材料之美,方法与依据两者结合,正可构成木材作为建筑材料是美的观点。     

高心墙堆石坝填筑标准的试验研究

近期建成的几座高心墙堆石坝的监测资料表明,坝体的分区变形协调性并没有达到设计目标。为此,结合建设中的长河坝300m级心墙堆石坝,开展了坝壳料的室内和现场大型相对密度试验,得到了相应的相对密度指标,并对各分区的填筑标准进行了讨论。结果表明:①由于级配为较好的分形分布、压实性优良,现场堆石区的填筑平均孔隙率达到19%,优于21%的设计指标,但相对密度仅为0.65;②根据规范要求设计的反滤2区、过渡区和堆石区的填筑相对密度在0.96～0.65之间,其压实程度存在明显差异,不易保证坝体各分区的变形协调;③采用与现场压实功能相匹配的室内相对密度试验技术,可解决高心墙坝的反滤料或面板坝的垫层料相对密度大于1的问题;④高坝堆石体的变形控制设计,需要考虑级配效应的影响,宜采用孔隙率和相对密度双控填筑指标。结论可为高堆石坝的设计与建设提供参考。