油页岩废渣—粉煤灰复合改良黏土力学特性试验研究

为解决吉林某地区优质路基填料不足,采用平行试验设计方法研究了油页岩废渣和粉煤灰复合改良黏土力学特性。研究表明,一定粉煤灰掺量复合改良土CBR、无侧限抗压强度随油页岩废渣掺量增加呈线性增长,每增加5%油页岩废渣掺量,CBR、抗压强度平均提高20%、13%;一定油页岩废渣掺量复合改良土CBR、无侧限抗压强度随粉煤灰掺量呈增加呈抛物线趋势变化,均在粉煤灰掺量25%处取得峰值;油页岩废渣掺量30%、粉煤灰掺量25%改良土内摩擦角在含水率11.8%处取得峰值,且含水率对其抗压强度影响显著,含水率10.8%、12.8%改良土内摩擦角分别约为含水率11.8%改良土内摩擦角的96%、95%,含水率每增加1%,各龄期改良土抗压强度平均降低23%。建议油页岩废渣、粉煤灰掺量分别为30%、25%,施工含水率为12.8%～13.8%。     

粉煤灰改良膨胀土力学特性试验

通过无侧限抗压强度试验及直剪试验,研究不同粉煤灰掺量条件下(0、8…%、15…%、20…%、25…%、30…%、40…%),改良膨胀土的力学特性变化规律,研究结果表明:随着粉煤灰掺量增加,膨胀土无侧限抗压强度及抗剪强度参数呈现先增加后减小的趋势,并且得到粉煤灰改良膨胀土的最优掺量为30…%;在最优掺量条件下,改良膨胀土力学参数与粉煤灰掺量呈现指数函数变化关系;粉煤灰显著提高膨胀土无侧限抗压强度及粘聚力,最大增幅分别为0.44…MPa、0.65…MPa,但粉煤灰掺加对于内摩擦角影响较小。因此,可以认为粉煤灰对膨胀土力学强度产生显著改良,较好的满足工程强度要求。     

粉煤灰改良膨胀土路堤强度及膨胀特性试验研究

针对膨胀土路基工程中膨胀土的改良问题,研究掺加粉煤灰对膨胀土的改良效果,基于室内土力学相关试验,分析不同粉煤灰掺量对膨胀土改良特性,得到粉煤灰改良膨胀土的抗压强度、胀缩特性及击实特性变化规律。研究结果表明:掺加粉煤灰能够显著改善膨胀土强度,随着粉煤灰掺量增加,膨胀土抗压强度逐渐增加,最大增幅约为39.18%,最优粉煤灰掺量约为30%;掺加粉煤灰有效降低膨胀土自由膨胀率、无荷膨胀率等胀缩性指标,最大降幅可达38%、35%;对于改良膨胀土的击实特性,随着粉煤灰掺量增加,最优含水量及最大干密度逐渐减小。     

季冻区粉煤灰加固路基土力学性能试验研究

为探究冻融循环作用对粉煤灰加固路基土力学性能影响,对冻融循环次数、含水率、粉煤灰掺量不同的盐渍土开展无侧限抗压试验和三轴剪切试验,研究冻融循环后土体的应力-应变曲线、无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角的变化情况。使用Design-Expert 8.0软件,研究冻融循环次数、粉煤灰掺量、含水率及各因素交互作用对盐渍土力学性质影响的显著性程度。结果表明:多次冻融循环后,盐渍土无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角均有下降,经历1~7次冻融循环时,土体各力学参数下降速率较快;随着粉煤灰掺量的增加,盐渍土的内摩擦角、黏聚力、无侧限抗压强度和抗剪强度呈现出先升高后下降的变化趋势。基于显著性分析理论,冻融循环次数与含水率的交互作用对盐渍土无侧限抗压强度和黏聚力的影响较为显著,粉煤灰掺量与冻融循环次数的交互作用仅对无侧限抗压强度影响较为显著。为提高路基土强度及抗冻融的能力,加快粉煤灰综合利用进度,根据软件和公式模拟结果,推荐在路基土中依据质量比掺加15%粉煤灰,并将经历7次冻融循环后压实盐渍土的力学指标作为工程设计参考值。     

石灰改良软土填料路用性能试件研究

为探讨季节性冻土地区石灰改良土填料填筑路基的性能,研究了石灰改良软土力学特性和冻融条件下含水率、颗粒粒径和养护方式对石灰改良软土抗剪强度的影响规律。研究结果表明:石灰改良土CBR、抗压强度随石灰掺量增加逐渐增大,石灰掺量7%～10%下改良土抗压强度增长较慢,建议改良土最佳石灰掺量为7%;冻融条件下改良土抗剪强度随冻融次数增加呈减小趋势,达到5次后,改良土抗剪强度逐渐减小至稳定值,当含水率由15.7%增加到19.7%,改良土冻融5次、10次后抗剪强度分别降低了24.5%、28.0%;粒径2mm改良土抗冻性好于粒径5mm改良土,粒径2mm、5mm改良土冻融10次后抗剪强度分别平均减小了10.4%、23.4%;标准养护改良土抗冻性好于现场养护改良土,标准养护和现场养护改良土冻融10次后抗剪强度分别平均减小了10.2%、14.5%。     

磷尾矿对玄武岩纤维加筋膨胀土工程特性影响研究

为改善膨胀土工程特性,满足路基填料使用要求,分别研究了玄武岩纤维加筋膨胀土胀缩特性和磷尾矿改良加筋膨胀土力学强度变化规律。研究结果表明:玄武岩纤维可有效改善膨胀土胀缩特性,每增加0.1%纤维掺量,加筋膨胀土膨胀率约下降5.3%～8.6%,当玄武岩纤维掺量为0.3%时,加筋膨胀土膨胀力达到最小值;采用磷尾矿改良0.3%玄武岩掺量的膨胀土,12%磷尾矿掺量对加筋膨胀土力学强度改良效果显著,抗压强度达到峰值。通过室内试验结果,建议改良膨胀土玄武岩纤维和磷尾矿掺量分别为0.3%、12%。     

水泥稳定钢渣碎石基层材料配合比设计及力学强度评价

为有效利用钢渣力学性质,通过室内无侧限抗压试验、CBR试验和浸水膨胀试验优选钢渣碎石级配,并设计水泥稳定钢渣碎石材料水泥剂量,研究钢渣掺量和养生龄期对水泥稳定钢渣碎石力学强度影响规律。研究表明,C级配的钢渣碎石材料击实特性、CBR和浸水膨胀率最优,水泥掺量4%的级配钢渣碎石7d抗压强度满足公路工程基层抗压强度设计要求,且水泥掺量超过4.0%时,抗压强度增长速率降低显著;养生初期,水泥稳定钢渣碎石力学强度随钢渣掺量增加呈线性提高;养生龄期超过7d时,钢渣掺量80%的水泥稳定钢渣碎石力学强度最大;不同钢渣掺量的水泥稳定钢渣碎石力学强度在养生前期增长迅速,养生龄期超过28d时,抗压强度增速减缓。     

粉煤灰改良膨胀土路堤试验研究

对粉煤灰改良膨胀土的改良成效及可行性进行了研究和分析,试验结果表明,随着粉煤灰掺量的增加,膨胀土的塑性以及活性指数、膨胀力、膨胀率乃至膨胀量都逐渐减小,由此表明粉煤灰可以有效对膨胀土浓缩性造成降低影响。经过一定养护期之后的膨胀试验结果表明,随着养护期限的不断递增,膨胀土的膨胀量及膨胀力会随之降低。没有经过养护的膨胀土无侧限抗压强度相对较不明显。在经由养护之后,路堤的土样抗压强度增加,且无侧限抗压强度存在峰值点。     

初始含水率对石灰改性黏土强度的影响及微观机理研究

为研究不同初始含水率下石灰改性黏土的无侧限抗压强度随时间的发展规律，基于击实试验确定的最佳含水率，制备不同含水率的石灰改性黏土试件进行无侧限抗压强度试验，分析初始含水率对石灰改性黏土的影响及机理。结果表明：无侧限抗压强度峰值点对应的含水率为23%,与击实试验确定的黏土最佳含水率20%不一致，较最佳含水率高3%左右；不同初始含水率下，石灰改性黏土的无侧限抗压强度受到黏结强化与水膜弱化的双重影响，且黏结强化与养护时间有关，随着养护时间的增加大致呈现为增强趋势；从微观结构来看，掺加石灰后，黏土的微观颗粒与微观孔隙均变小，颗粒黏结增强；与含水率20%石灰改性黏土相比，含水率23%的石灰改性红黏团聚体数量变多，石灰与黏土矿物的反应更为充分。     

铁尾矿砂改良膨胀土填料工程特性研究

为保证膨胀土填料路用工程性质良好，选用铁尾矿砂处治膨胀土填料，并通过室内试验研究了铁尾矿砂改良膨胀土填料击实特性、膨胀特性、力学特性和水稳定性。结果表明，随掺砂率增大，铁尾矿砂改良膨胀土最大干密度逐渐提高，最佳含水率逐渐降低；随掺砂率增加，铁尾矿砂改良膨胀土膨胀性减弱，掺砂率增加10%,改良膨胀土自由膨胀率和膨胀力分别平均降低17.2%、22.2%;在掺砂率30%时，铁尾矿砂改良膨胀土力学特性和水稳定性最优，较素膨胀土水稳系数约提高16.1%。建议铁尾矿砂改良膨胀土最佳掺砂率为30%。     

聚丙烯纤维对粉煤灰稳定膨胀土的性能影响分析

在粉煤灰质量分数为20%的条件下,分别取长度为6、12、24 mm的聚丙烯纤维掺入粉煤灰稳定膨胀土中,聚丙烯纤维质量分数以0.25%的增幅从0逐渐提升至1.5%,并开展膨胀压力、浸泡加州承载比、无侧限抗压强度和标准击实试验,探究粉煤灰稳定膨胀土路基混合料性能和聚丙烯纤维掺量之间关系。结果显示,在最佳粉煤灰掺量条件下,确保路基处于最佳稳定状态的聚丙烯纤维的质量分数为1.0%、长度为12 mm。     

高速公路含红黏土路段路基稳定性及改良措施研究

针对红黏土作为路基填料时具有含水量高、液限和塑限值高以及遇水易软化等特点，以某高速公路路基现场红黏土样品为研究对象，通过击实试验、CBR试验和无侧限抗压强度试验评价了红黏土的稳定性，并提出了采用固化剂HRT-3进行改良的措施。结果表明:红黏土的天然承载性能和稳定性较差，通过加入固化剂HRT-3能够很好地提高其承载能力。当固化剂HRT-3质量分数为5%时，红黏土的最佳含水率明显降低;击实试验曲线随含水率的变化趋势明显趋于平缓;红黏土的CBR值指标显著提高，最大值可以达到55%以上;红黏土的无侧限抗压强度明显提高，经过5次干湿循环试验后其无侧限抗压强度仍能维持在3 MPa以上，改良效果显著。     

冻融循环下水泥石灰改良软土力学特性试验研究

为研究冻融循环对水泥石灰改良软土力学特性影响,通过不同冻融次数的无侧限抗压强度试验和直剪试验,得到了水泥及石灰剂量和冻融次数对改良软土力学特性影响规律。结果表明:水泥石灰改良软土冻胀率分别与水泥剂量、石灰剂量负相关,且冻融3次后冻胀率达到最大值后逐渐减小;无侧限抗压强度随冻融次数增加递减,冻融7次后抗压强度逐渐收敛;随着水泥剂量的提高,改良土抗压强度经历相同冻融次数后抗压强度减小速率逐渐趋向稳定,冻融10次后抗压强度较未冻融的改良土抗压强度分别平均降低了57%～63%;同一冻融次数下,各石灰剂量改良土内摩擦角随水泥剂量提高呈线性增长,3%石灰剂量改良土黏聚力与水泥剂量线性相关。     

强风化千枚岩填筑路基采用水泥改良技术的探讨

山区高速公路建设时,常采用千枚岩作为填筑路基。但千枚岩属于低级变质软岩,用来填筑路基后的稳定性达不到公路建设的标准。因此,千枚岩必须通过水泥改良后才能进行应用。从千枚岩的物理力学特性入手,对千枚岩进行分类,探讨了不同掺量水泥改良后的填料进行击实及力学性能试验,发现改良后的千枚岩填料的最大干密度和最佳含水量均增大,无侧限抗压强度提升,承载比能够满足设计要求,且回弹模量随着水泥剂量增加而增长,各项物理力学性能满足路基填料规范要求。     

木质素磺酸钙对Pb2+污染土固化效果的研究

文中以受铅污染的杨凌黄土为研究对象,以木质素磺酸钙为改良剂,通过无侧限抗压强度试验、崩解试验和渗透试验,以及对土体浸提液的pH和电导率进行测试,揭示木质素磺酸钙对Pb²⁺重金属污染土稳定固化的效果。结果表明：随着木质素磺酸钙掺量的增加,固化土的无侧限抗压强度和水稳性均先增大后减小,渗透系数先减小后增大,pH值和电导率值均不断增大;木质素磺酸钙对Pb²⁺污染土改良的最佳比例范围是0.5%～1.0%,在此范围内,木质素磺酸钙对于提高污染土的无侧限抗压强度、水稳性以及减小土的渗透性均有明显效果。     

铁尾矿粉改良水泥土的强度与动力特性试验研究

为提高水泥改良土强度,验证尾矿粉能够起到对水泥土的增强效果,对已用水泥改良过的路基土,在尾矿粉掺入量不同的条件下,经改良后水泥土的强度特性,以及对被最佳掺量的尾矿粉改良后的水泥土,在围压和频率不同的条件下进行动力特性的试验研究,制备了不同尾矿粉掺量(0%、2%、4%、6%、8%、10%)的试验土样进行无侧限抗压强度试验和动三轴试验;试验结果表明:随着尾矿粉掺入量的增加,无侧限抗压强度先增大后减小,土的应力应变曲线先急剧增加达到峰值后逐渐趋于平缓.当尾矿粉掺量达到最佳时,分析不同围压和不同频率的条件下G/Gmax~γ、λ~γ变化规律.对于同一动剪应变幅,动剪模量比随围压的增加而增大.阻尼比随动剪应变幅的增大而增大,随围压的增大而减小.G/Gmax~γ、λ~γ关系受频率影响不太敏感,都集中于一狭小范围.该试验能够提高水泥土强度的尾矿粉最佳掺量为6%.     

纳米硅粉改良碱渣-矿渣固化淤泥的抗硫酸镁侵蚀性能

利用纳米硅粉对碱渣-矿渣固化淤泥抗硫酸镁侵蚀性能进行改良，对MgSO₄溶液浸泡后的固化淤泥试样开展无侧限抗压强度、核磁共振和X射线衍射试验，研究硅粉掺量、养护龄期、浸泡时间对固化淤泥强度的影响规律及其微观机理。研究表明：在标准养护条件下，当硅粉掺量为3%(质量分数)时固化淤泥试样的孔隙体积最小，无侧限抗压强度最大，生成水化铝酸钙等产物。在MgSO₄侵蚀环境下，标准养护7 d试样具有很好的抗侵蚀能力，当硅粉掺量为3%(质量分数)时固化淤泥抗MgSO₄侵蚀能力最好，无侧限抗压强度随浸泡时间的增加而增大；标准养护28和60 d时，固化淤泥抗MgSO₄侵蚀能力减弱。建立了固化淤泥无侧限抗压强度与硅粉掺量及浸泡时间的关系式，预测了最危险条件和最低强度。适量的纳米硅粉可增加固化淤泥中水化速度和程度，减少钙矾石的生成量及其不利影响，达到提高碱渣固化淤泥抗MgSO₄侵蚀性能的目的。     

基于含油污泥热解残渣的路基材料制备与性能评价

通过击实试验、无侧限抗压强度试验和水稳性试验研究了水泥、粉煤灰掺量对含油污泥热解残渣路基材料性能的影响.结果 表明:随水泥、粉煤灰掺量的增加,最大干密度和最佳含水量均减小.含油污泥热解残渣路基材料的无侧限抗压强度随水泥掺量的增加而增大,考虑经济性和强度值,选择水泥掺量为4％制备路基材料.随粉煤灰掺量的增加(10％ ～ 30％),无侧限抗压强度先增大后减小,粉煤灰掺量存在最优值(20％).含油污泥热解残渣路基材料的水稳系数随水泥掺量和龄期的增加而增大.     

粉煤灰基地聚物固化盐渍土的工程特性与微观机制

为探索粉煤灰基地聚物对盐渍土的加固效果，对固化后的土体开展了力学性能和细微观结构的试验，从本质上揭示粉煤灰基地聚物对盐渍土的固化机理。结果表明:随着粉煤灰基地聚物掺量的增加，盐渍固化土的最优干密度下降，最优含水率上升;当掺量从0增至6%时，盐渍固化土的无侧限抗压强度增加了5.5倍，而当掺量为8%时的强度没有明显提升;盐渍土的孔径分布呈双峰分布，随着地聚物掺量的增加，孔隙体积逐渐降低;盐渍固化土的阳离子交换量随粉煤灰基地聚物掺量增加而提高，且与无侧限抗压强度呈现线性相关;在盐渍土中加入粉煤灰基地聚物使土颗粒间的孔隙收缩，黏结性和密实度增强，进而达到固化的效果。本研究成果为粉煤灰基地聚物在盐渍土地区地基加固工程中的设计与施工提供了参考。     

铁水脱硫渣固化土基层材料力学性能研究

基于土壤固化技术，将铁水脱硫渣、高炉矿渣微粉、普通硅酸盐水泥与素土按一定比例拌和制备铁水脱硫渣固化土基层材料，通过击实、无侧限抗压强度、劈裂强度等试验对其性能进行测定，并分析物料掺量对铁水脱硫渣固化土力学性能的影响，结果表明：提高铁水脱硫渣掺量和降低矿渣微粉掺量均会使混合料最大干密度增大、最佳含水率下降；铁水脱硫渣固化土基层材料具有较好的力学性能，7 d无侧限抗压强度均大于6 MPa;当矿渣微粉掺量为40%时，铁水脱硫渣固化土基层材料达到力学峰值，道路基层强度最佳。