劣化水泥土渗透特性研究

为研究水泥土的劣化过程,揭示水泥土渗透性随劣化程度的演化规律,通过模拟水泥土在腐蚀场地的形成过程分别制备完全劣化、劣化过渡和未劣化水泥土试样,并实施了一系列的室内渗透试验.试验结果表明:渗透系数从大到小依次为完全劣化水泥土、劣化过渡水泥土及未劣化水泥土.完全劣化后的水泥土渗透系数比未劣化水泥土大三个数量级.基于渗透系数...     

现场条件下水泥土劣化试验及劣化深度预测

加固体的劣化可分为加固体在非腐蚀场地形成后由于场地受到污染而发生的劣化问题和在腐蚀场地形成的加固体的劣化问题。针对后者,采用现场取土、室内制备加固体试样、现场埋设的方法,模拟在腐蚀场地形成加固体的过程,埋设在现场的加固体在腐蚀介质及水动力、温度和潮汐等外界因素共同作用下将发生劣化。将水泥土试样埋设在滨海场地长达3.5年,并实施微型贯入试验和化学试验。试验结果表明,劣化引起的强度降低滞后于其化学反应;水泥掺入比越小、埋设时间越长,水泥土劣化越严重;本试验条件下,水泥掺入比15%的水泥土1年、2.5年和3.5年的劣化深度分别达到了3.5、5.8和7.6 mm。基于试验结果提出了水泥土劣化深度预测式。     

纤维水泥土力学性能研究

为指导纤维水泥土材料在实际工程应用,文章通过室内试验研究了水泥土、玻璃纤维水泥土和玄武岩纤维水泥土力学性能.试验结果表明:随养生龄期增加,水泥土力学强度呈幂函数关系增长,养生前期力学强度增长速率显著;水泥土力学强度随水泥剂量增加呈线性增长,且建立的强度增长模型能较好地预测水泥土强度增长趋势,水泥掺量增加1％,水泥土抗压强度和劈裂强度分别平均增长25.4％、36.7％;纤维水泥土强度增长规律与水泥土基本一致,玄武岩纤维水泥土力学强度略高于同条件的玻璃纤维水泥土强度,纤维水泥土28d抗压强度至少是180d抗压强度的78.9％;28d劈裂强度至少是180d劈裂强度的77.8％.     

粉细砂水泥土力学与渗透特性试验研究

以粉细砂为主料,按不同水泥掺入比、不同外加剂配比、不同成型方式以及不同龄期等参数组合制备水泥土试样,开展大量室内试验研究。对粉细砂水泥土的强度、变形和渗透特性进行分析和探讨。研究成果表明:水泥土的抗压强度随水泥掺入比的增加而增大,两者间较符合二次抛物线关系;水泥土的抗压强度随龄期增长而增大,两者关系可用对数函数关系进行拟合;膨润土和减水剂对水泥土的强度和变形参数影响很小,但膨润土有助于降低水泥土的渗透性。总结出水泥土抗压强度与水泥掺入比、抗压强度与龄期、变形模量与龄期、变形模量与抗压强度、渗透系数与龄期等参数之间的经验关系,可为水泥土配合比设计以及参数预估提供依据。     

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。     

水泥搅拌桩室内配合比试验研究

该文通过水泥土室内配合比试验,研究了水泥掺量、龄期、水泥强度等级、工艺等比对水泥土试件立方体抗压强度的影响,同时研究了水泥土的劈裂抗拉强度.研究发现,水泥土试件立方体抗压强度随水泥掺量增加而增大,呈线性关系;强度随龄期增长而增大,呈对数关系;随水泥强度等级提高而增大,水泥强度等级从32.5R提高到42.5R时,抗压强度约增大60%,经济性更高;粉喷工艺比湿喷抗压强度约增大70%,应优先考虑采用粉喷工艺;水泥搅拌桩的劈裂抗拉强度相当于立方体抗压强度的10%.     

干湿循环作用下原状黄土渗透性及其对土-水特征曲线的影响

为评估干湿循环作用对原状黄土水力特性的劣化效应,对甘肃Q₃黄土进行了4组不同干湿循环路径下的饱和渗透试验与土-水特征测试,分析土体饱和渗透系数和土-水特征曲线随干湿循环次数、循环幅度和下限含水率的变化规律。结果表明：原状黄土饱和渗透系数劣化度与干湿循环次数间关系可采用双曲线函数进行描述,6次循环后劣化度变化趋于稳定;土体饱和渗透系数劣化度随循环幅度增大而线性增大,随下限含水率增大而线性减小。V-G模型对干湿循环下黄土的土-水特征曲线拟合效果良好,模型参数θ_s、α、n变化幅度较小,而参数θ_r随循环次数增加呈指数下降趋势。依据试验结果建立了考虑干湿循环3参数的饱和渗透系数劣化模型与土-水特征曲线模型,并对土体非饱和渗透系数进行了预测分析。     

EHP工法桩强度性状试验研究

针对实际工程应用中水泥土搅拌桩出现的桩身强度分布不均匀、成桩质量差等问题,对传统的边钻进边搅拌施工工艺进行改进。改进的水泥土桩采用钻孔外预先搅拌均匀水泥土浆液,再边钻孔边浇筑的施工工艺,从而形成一种性质可调控的新型环保均质塑性桩体（Environmental Homogeneous Plastic Pile）,即EHP工法桩。通过对现场取芯样和室内方法制备水泥土试样开展一系列的无侧限抗压试验,并结合桩体芯样剖面物质组成分析,对EHP工法桩的强度特性进行了研究。建立了不同形状水泥土试样强度间的定量关系,通过引入强度折减系数对改进施工工艺现场制备桩体强度的折减幅度进行分析。结果表明:改进施工工艺制备的水泥土桩桩身均匀性和桩体强度均优于传统施工工艺制备的水泥土桩,且有效地基加固深度明显增大;和室内标准养护试样相比,不同施工工艺制备的水泥土桩,均出现一定程度的强度折减;对于EHP工法桩,桩体强度折减系数随水泥掺量的增加而减小,在0.55~0.75范围内变化;和传统施工工艺制备的水泥土桩相比,EHP工法桩的强度降低幅度相对较小,具有更优良的承载能力。     

含水率及干密度对高铁泥岩地基土无荷膨胀率的影响

通过室内无荷膨胀试验,研究初始含水率与初始干密度对高速铁路泥岩地基土无荷膨胀率的影响。研究结果表明:无荷膨胀率随时间的变化规律可分为快速膨胀、减速膨胀和膨胀稳定3个阶段。在相同初始干密度情况下,膨胀率随时间增长而逐渐增大,并且试样初始含水率越低,最终达到胀限含水率时的膨胀率越大。无荷膨胀率随初始含水率的增大而减小,干密度越大,无荷膨胀率减小的速率越快;无荷膨胀率随初始干密度增大而增大,在不同含水率条件下膨胀率增长速率有所不同。试样越干燥、干密度越大,其膨胀潜能越大。对无荷膨胀率时程曲线和无荷膨胀率-初始含水率-初始干密度三者关系分别用半对数函数和二元线性函数进行拟合,拟合结果良好,可较好地预测泥岩地基实际变形情况。     

水泥土力学特性随龄期发展规律试验研究

水泥土搅拌法是加固软土地基的常用方法,水泥土强度随龄期的发展规律直接影响水泥土的加固设计、施工进度安排和控制.基于我国东南沿海淤泥土特点,通过室内配比试验和力学加载试验,获得了5种以常用水泥为固化剂的水泥土试样90 d龄期内的应力应变曲线.在此基础上研究了不同固化剂和龄期对水泥土力学特性的影响,建立了水泥土抗压强度与龄期间的关系式,能根据水泥土3 d强度较准确地预测水泥土的后期强度,对于提高施工质量控制水平有重要意义.     

干湿循环作用下铁尾矿砂水泥土强度劣化规律

为了探讨铁尾矿砂水泥土的力学性能及抗干湿循环劣化能力,通过无侧限抗压强度试验和干湿循环试验,研究水泥掺量、铁尾矿砂掺量及干湿循环次数对铁尾矿砂水泥土强度的影响。试验结果表明:铁尾矿砂在20%掺量下对水泥土的强度提升最大,在40%掺量下对水泥土的强度提升最小,最高强度增长率约为70%;干湿循环对素水泥土和铁尾矿砂水泥土的强度造成的损伤程度不同,素水泥土在循环初期强度损失较大而在循环后期损失较小且逐渐趋于平缓,铁尾矿砂水泥土在循环初期强度损失较小,超过一定循环次数后强度下降明显;水泥土强度劣化的主要原因是孔隙水的干缩湿涨造成水泥土内部的应力集中。     

不同水泥掺量的水泥土无侧限抗压强度预测

为了解高水灰比时水泥土搅拌桩墙施工中的水泥土强度情况,通过室内无侧限抗压强度试验,对不同掺量、不同龄期下水泥土的强度特性进行了分析,并推导出了基于水泥掺量的强度预测经验公式。分析表明,相同龄期下,可由经验公式根据某一掺量的水泥土强度直接预测另一掺量时的强度,这对实际工程中的设计施工与质量控制具有积极指导意义。     

基于RVM的流态水泥土特性智能预测模型研究

流态水泥土可以解决管道沟槽和路面下空腔回填土难以压实的问题,但其强度和流动度难以同时满足要求。为了能准确控制流态水泥土的工作性能,需要对按照一定配合比配置的流态水泥土其性能进行预测。将回归向量机(RVM)方法应用到流态水泥土特性研究中,建立了流态水泥土特性智能预测模型,并进行水泥土现场配合比设计。通过RVM预测模型对试验数据进行训练,得到水泥土强度、流动度与水灰比、灰土比之间的非线性回归方程。将模型预测结果与试验结果进行对比发现,RVM预测模型能有效预测流态水泥土的强度和流动度,可以为其它类型的复合材料配合比设计提供一定的参考。     

固化人工硬壳层双层地基承载试验及理论研究

在围海造陆工程中为了缩短工期,同时解决砂石填料紧缺、成本高,以及减少弃土的开挖、运输和堆放等问题,常采用就地固化处理形成人工硬壳层,为后续工程的开展提供作业平台。从室内模型试验和理论分析两方面入手研究了人工硬壳层下的地基承载力。结果发现：模型试验中地基破坏的模式为上层固化层剪切破坏,下卧层发生整体剪切破坏;就地固化形成的人工硬壳层可大幅提高地基的承载力。对比两种试验结果可知下卧层的强度对地基承载力影响大。此外,基于双层地基冲剪破坏理论推导了模型试验中方形基础的地基承载力公式,发现其计算结果与试验结果符合良好。最后用应力扩散原理研究了地基承载力,推荐上层土扩散角应大于30°。     

加筋水泥土桩锚支护基坑侧向位移设计要素模拟分析

针对尚水花园项目基坑存在长且厚淤泥质黏土土层等地质特点,为解决淤泥质土层和微承压含水层软基边坡支护问题,采用加筋水泥土桩锚支护技术对基坑进行支护。结合GTS NX有限元软件,通过改变加筋水泥土桩的设计要素,对基坑侧向位移进行数值模拟。模拟结果表明:改变水泥土桩嵌入深度、H型钢截面尺寸和嵌入深度等设计要素,对基坑侧向位移影响不大;改变斜向锚体与水平面夹角、斜向锚体根数等设计要素,对基坑侧向位移影响较明显。夹角越大,侧向位移越小;增加斜向锚体道数,可有效降低基坑变形。     

考虑养护温度的水泥土搅拌桩强度模型探讨

室内水泥土标准试验与现场水泥土搅拌桩在养护温度和成桩工艺方面存在较大差异,导致室内水泥土抗压强度难以合理反映现场水泥土搅拌桩抗压强度。为此引入等效龄期理论和调整系数分别反映不同温度历程和成桩工艺对现场水泥土搅拌桩抗压强度的影响,从而建立考虑养护温度的水泥土搅拌桩强度模型。首先在室内开展了5、20、40 ℃ 3种不同养护温度的水泥土抗压强度试验;然后采用最小二乘法估计了水泥土活化能,并采用优化算法辨识了水泥土抗压强度模型参数;最后基于典型水闸工程地基温度和桩身强度检测值,识别了该模型的调整系数。分析表明,同龄期水泥土抗压强度随养护温度的增加而增加;成桩工艺差异对水泥土强度影响较大;新模型能较好地反映水泥土搅拌桩强度的发展规律。     

土石坝坝基覆盖层动力特性参数试验研究

采用室内动力特性试验和现场剪切波速测试,对某水电站土石坝坝基各土层最大剪切模量进行了分析。其中现场剪切波速测试分别采用了单孔法和跨孔法,共获得4组剪切模量随深度变化的曲线,分析表明,4组曲线的变化规律一致,即随深度的增加,土体越密实,剪切模量总体趋势变大;数据的波动性也反应了土性差异对剪切模量的影响。文中还分土层分析了室内试验中的固结比取值、密度取值以及波速测试中土的不均匀性对波速测试和室内试验结果的影响,认为密度取值、土的不均匀性为主要影响因素,固结比为次要因素,试样制备中的密度取值越接近实际土层,所得到的室内试验值与现场测试值就越接近。