淤泥固化技术在深厚淤泥地基处理中的应用

依托于浙江省某围垦工程海堤淤泥地基土固化案例,对淤泥固化技术中固化剂成分配比、固化剂掺量以及施工中的关键技术参数等进行了分析总结。分别基于现场正交试验和室内平行试验研究,对固化剂中主要配方,如水泥、粉煤灰、石膏、石灰、减水剂以及三乙醇胺等掺量进行了试验研究,绘制了各配方掺量(质量比)与淤泥固化土无侧限抗压强度之间的敏感关系曲线。认为水泥、粉煤灰两种胶凝材料的掺量与固化土无侧限抗压强度之间呈正相关关系,而石膏、石灰和减水剂等掺量存在最优掺量值。根据试验成果,确定依托工程中固化剂掺量为15%,并合理控制各配方掺量比,以充分发挥固化土强度。通过对28 d龄期固化土钻芯取样分析,认为固化土28 d无侧限抗压强度不小于1. 0 MPa,满足设计要求。     

水泥对淤泥质土固化效果的试验

为研究水泥对淤泥质土的固化效果,对不同水泥掺量和不同养护龄期(7d、14d、28d)的淤泥固化土无侧限抗压强度进行了试验。结果表明:淤泥固化土的无侧限抗压强度与水泥的掺量和养护龄期有关,随着水泥掺量的添加,土由塑性破坏转化为脆性破坏。     

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。     

水泥固化淤泥无侧限抗压强度试验研究

为研究初始含水率和水泥掺量对水泥固化淤泥无侧限抗压强度的影响,对龄期为28天,初始含水率为100%、150%和200%,水泥掺量为2%、3%、4%、5%和6%共15组水泥固化淤泥试样进行无侧限抗压强度试验。试验结果表明,随初始含水率增大,单位体积水化产物减少,难以形成整体强度,水泥固化淤泥无侧限抗压强度降低;随水泥掺量增大,水泥水化物胶结填充淤泥土颗粒作用越明显,水泥固化淤泥无侧限抗压强度增大。     

渭河淤泥再生轻量土强度密度变化规律预测

为了合理利用高含水量淤泥与废弃泡沫塑料,以渭河淤泥为原材料制成轻量土,通过密度试验和无侧限压缩试验,分析密度、无侧限抗压强度与水泥掺量、泡沫塑料掺量、龄期的关系,并建立配方公式。结果表明:轻量土密度主要受泡沫塑料掺量影响,随着泡沫塑料掺量的增加轻量土密度减小,理论密度与实测密度之间误差较小;轻量土的无侧限抗压强度受泡沫塑料掺量、水泥掺量、龄期影响,无侧限抗压强度随着水泥掺量的增加而增大,随着泡沫塑料体积比的增大而线性减小,随着龄期的增加而增大,但龄期60 d以后强度基本稳定;综合考虑密度、强度的影响因素,固定含水量为92.04%和龄期为28 d,利用线性关系拟合法和指数关系拟合法,建立了两种经验配方公式。     

硅粉对淤泥水泥土性能改善的试验研究

该文通过在高含水量的河道清淤淤泥水泥土中掺入不同比例的硅粉,测试其密度、无侧限抗压强度及渗透系数,探讨硅粉掺量、养护龄期和淤泥含水量等因素对其性能的影响。试验结果表明:淤泥水泥土密度随硅粉掺量增加略有增大;无侧限抗压强度随硅粉掺量增大而提高,两者间近似呈线性关系;掺入硅粉对淤泥水泥土早期无侧限抗压强度提高非常有利,对后期无侧限抗压强度提高不明显;无侧限抗压强度随养护龄期增长而逐渐提高,二者间呈对数关系;渗透系数随硅粉掺量增大而降低1~2个数量级;淤泥含水量提高,淤泥水泥土无侧限抗压强度明显降低,但对其渗透系数影响不大。     

砂质粉土水泥土无侧限抗压强度试验

通过对36组水泥土室内配方试验的归纳与分析,进行了室内4种因素影响下水泥土的无侧限抗压强度试验,定量分析了水泥掺量、养护龄期、水泥品种和养护方式对水泥土无侧限抗压强度的影响,揭示了各种因素对水泥土无侧限抗压强度的影响规律。试验结果表明:水泥土无侧限抗压强度随着龄期的增长而提高;水泥掺量、水泥品种和养护龄期是影响水泥土无侧限抗压强度的主要因素;对于水泥掺量小于10%的水泥土,养护方式对水泥土强度影响较大。试验结果还表明:无侧限抗压强度试验中的应力应变关系随水泥掺量的变化以及龄期都有较明显的变化趋势,水泥土试样随龄期的增长和水泥掺量的增加均变得越硬越脆,龄期越长、水泥掺量越大,应力应变关系曲线在上升段越陡峭。最后,从扫描电镜(SEM)试验照片中可以直观的看出水泥土随着水泥掺量的增加强度的变化规律。     

双聚双交联固化黄土抗压试验及机理研究

为了探讨双聚双交联固化剂对黄土抗压强度的影响,分析其加固机理,对经双聚双交联固化剂加固后的黄土进行无侧限抗压强度试验,研究了抗压强度与固化剂掺量、干密度、养护条件、破坏应变、变形模量的关系,给出了应力应变拟合关系,分析了固化黄土的破坏方式。结果表明:干密度较小时,固化黄土的强度随掺量的增大而增大,抗压强度变化明显;干密度较大时,固化黄土的强度随掺量的增大先增大后减小,抗压强度变化不明显。烘干养护的固化黄土的抗压强度稍高于自然风干养护固化黄土的。固化黄土破坏应变随抗压强度的增大而减小,为乘幂关系,逐渐向脆性变化。变形模量与抗压强度成正比关系。其单轴应力应变曲线可用抛物线较好地拟合。固化黄土的破坏方式与双聚双交联土壤固化剂形成的网状膜结构紧密相关,这种网状膜结构使得黄土颗粒间排列更紧密,孔隙面积减少,孔隙比降低,外力对其破坏更加困难,可以有效提高黄土强度。     

石灰改良膨胀土的水稳定性研究

为研究石灰改良膨胀土的水稳定性,以某边坡弱膨胀土及石灰改良膨胀土为研究对象,进行了击实试验、无侧限抗压强度试验和压缩模量试验,并引用其他学者的相关土水特征曲线(SWCC)试验结果,分析了石灰改良膨胀土的水稳定特性。结果显示石灰改良膨胀土的可击实范围比素土宽,且最优含水率和最大干密度随掺灰率的增大分别线性增大和线性减小;石灰改良膨胀土经过1 d的吸湿后,无侧限抗压强度与压缩模量降低幅度最大,之后随着吸湿天数的增加,无侧限抗压强度和压缩模量降低的幅度逐渐减小,最终趋于稳定;经过1次干湿循环后,无侧限抗压强度降低幅度最大,之后随着干湿循环次数的增加,无侧限抗压强度降低幅度逐渐减小。试验后的石灰改良膨胀土强度及模量的衰减程度较素土有了较大幅度的降低,表明石灰改良土的水稳定性有了较大的改善。此外,SWCC的研究表明石灰改良膨胀土的水稳定性得到了较大幅度的提高。     

粉煤灰改良膨胀土强度及膨胀特性试验研究

为探讨粉煤灰对膨胀土膨胀及强度特性的改良效果,对粉煤灰改良膨胀土进行无侧限抗压强度等一系列试验。研究结果表明,掺入粉煤灰能有效抑制膨胀土的膨胀特性;未经养护土样,粉煤灰掺量对其无侧限抗压强度影响不明显,而在7d和28d的养护条件下,随粉煤灰掺量增大,均呈增大趋势;以粉煤灰掺量6%为例,研究龄期为0~180天8个试样的无侧限抗压强度,发现龄期与抗压强度呈良好乘幂关系。     

冻融循环对固化淤泥土力学性质的影响

为研究固化淤泥土经过冻融循环后的力学性质变化及其劣化机理,通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、固结试验等土力学试验对其形变特征、内摩擦角、黏聚力以及压缩特性的变化进行分析。结果表明:固化淤泥土随着冻融循环次数的增加,其无侧限抗压强度、内摩擦角、黏聚力以及压缩屈服压力等重要力学指标均出现减小的现象;6次冻融循环后,固化淤泥土达到承受极限,在此之后试样的各项力学指标将发生突变,破坏类型变为脆性破坏。研究成果可为固化淤泥土冻融循环劣化防治措施的制定提供科学的思路。     

砂卵石土动、静特性的对比试验研究

 在室内砂卵石土动、静力特性对比试验基础上,通过大量试验数据对比分析了不同条件下非饱和砂卵石土和饱和砂卵石土的强度和变形特性。结果表明：非饱和试样和饱和试样破坏时,剪切位移变化比较一致,压力增大时,剪切位移增加;从非饱和土到饱和土,随着振动周次的增加, 粘着力和内摩擦角都有着不同程度的下降;不同含水量条件下,饱和样的强度增幅比较均匀,振动次数相同时,不同固结应力条件下的破坏应力约成等差关系;而非饱和样的强度增幅不均,有时相差很大 , 但非饱和砂卵石土的强度参数比饱和砂卵石土大很多。     

尾矿砂的动力变形及动强度特性研究

通过对某钼矿尾矿砂在不同固结应力状态下进行的动三轴试验，研究了该尾矿砂的动力变形和动强度特性。试验结果表明：该尾矿砂的动应力应变关系可用Hardin等效黏弹性模型描述，模型中的起始动剪切模量和最大动剪应力皆随固结应力比和有效固结围压的增大而增大，这两个参数与有效固结轴压成幂函数关系，且其受固结应力的影响较小。同时，该尾矿砂的阻尼比随动剪应变的增大而增大，有效固结围压和固结应力比的变化对阻尼比与动剪应变关系的影响较小；在不同固结应力条件下，阻尼比与最大阻尼比之比与动剪切弹性模量比的减小量之间在双对数坐标系中呈较好的线性关系。在振动条件下，该尾矿砂达到破坏时对应的动剪应力随有效固结围压和固结应力比的增大而增大，其动剪应力比受固结围压的影响较小，并随固结应力比的增大而减小。     

剪切速率对EPS颗粒混合轻量土抗剪强度的影响规律研究

为了确定剪切速率对EPS颗粒混合轻量土抗剪强度的影响,通过直剪试验研究了素土和不同配比轻量土在剪切速率为0.02,0.1,0.2,0.8,2.4 mm/min时的抗剪强度特性。试验结果表明：轻量土的剪应力-剪切位移关系曲线中存在硬化型和软化型两种形态,主要受EPS颗粒掺入比、水泥掺入比、法向应力的控制,素土的剪应力-剪切位移关系曲线形态为硬化型。剪切速率越大,试样达到破坏或稳定阶段历时越短。不同剪切速率下,轻量土的抗剪强度包线多为折线型,与传统结构性土体包线类似。作为一种结构性土体,配比对轻量土抗剪强度的影响是决定性的,抗剪强度、黏聚力和内摩擦角随水泥掺入比的增大、EPS颗粒掺入比的减小而增大。剪切速率对轻量土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角影响较小,对素土影响较大。随着剪切速率增大,轻量土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角变化幅度较小,无显著变化规律,素土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角逐渐减小。     

非饱和路基粘土强度与变形特性的三轴试验研究

压实的路基填土一般处于非饱和状态。然而目前路基设计方法一般是基于经典的饱和土理论,没有反映出路基土的本质。为了模拟路基边坡的慢速失稳破坏,进行了不同围压下控制吸力的固结排水三轴试验,研究了非饱和路基粘土的强度与变形特性。结果表明:非饱和路基粘土的应力~应变曲线均有明显的峰值,变形模量和偏应力峰值均随吸力的增加而增大,峰值过后呈现出明显的应变软化现象;相同吸力下,围压越大,偏应力峰值越高;不同吸力下,随着吸力的增加,表观粘聚力逐渐增大,但是这种增大关系是非线性的,而有效内摩擦角有所减小,但变化不大;非饱和路基粘土试样在剪切过程中一般表现为剪缩。     

广州市南沙区软土物理力学指标统计分析

根据广州市南沙区实际工程中收集到的共计299组软土试验成果,针对软土不同含水率区间,对南沙区软土基本物理力学指标进行了分区统计和分析,给出了软土强度指标、变形指标与含水率的关系,并与珠海横琴新区软土的相关力学特性进行了对比分析。结果表明:在相同含水率情况下,横琴新区软土压缩模量、直接快剪黏聚力、直接快剪内摩擦角等指标均低于南沙区软土指标,横琴新区软土指标相对更差;随含水率的增加,南沙区与横琴新区软土的压缩模量、直接快剪黏聚力呈较一致的递减趋势;直接快剪内摩擦角呈不同的变化趋势,南沙区软土直接快剪内摩擦角呈上下波动的趋势,无明显增减规律,横琴新区软土直接快剪内摩擦角指标呈递减趋势。研究结果给出了不同含水率区间软土指标的统计范围,可供南沙区及横琴新区的软土工程设计与施工参考或借鉴。     

土质边坡归一化变形量失稳判据研究

为建立土质边坡失稳的微观机理和宏观位移之间的关系,应用有限元强度折减法,分析了失稳过程中土质边坡土体单元应力状态和整体稳定性的联系,定义了边坡渐进破坏时潜在滑动面上土体单元的应力差;分别采用塑性应变区贯通、特征点位移突变、应力差等不同失稳判据对均质土坡的稳定性进行判断分析,验证了不同边坡失稳判据间的一致性与统一性。通过单因素敏感性分析方法,分析了边坡几何参数(坡高、坡比)与物理力学参数(弹性模量、重度、黏聚力、内摩擦角和泊松比等)对极限状态下边坡坡顶水平位移的影响;结合归一化变量的变异系数法,构建了以变形量为基础,同时考虑几何因素与物理因素的土质边坡归一化失稳判据,提出了边坡稳定性的评价方法。     

橡胶颗粒-黏土的剪切及固结试验研究

近年来废旧轮胎橡胶颗粒与素土混合成轻质土逐渐被用于土工构筑物、路基及挡土墙回填、草坪工程等领域.针对不同橡胶颗粒掺量下橡胶-黏土,采用Shear Trac-Ⅱ剪切仪探讨其在不同竖向压力、剪切速率及橡胶颗粒掺量下的抗剪强度、变形特性,并通过一维固结试验探讨橡胶颗粒-黏土的固结特性.结果表明:黏土的剪切强度随竖向压力、橡胶...     

干湿循环作用对昔格达土体抗剪特性的影响

昔格达土体涉水填方土压力计算时需查明抗剪参数(如黏聚力与内摩擦角)受干湿循环作用的影响。通过真空饱和增湿及自然风干脱湿模拟干湿循环过程,基于固结慢剪试验得到湿化及干湿循环作用下昔格达土体剪应力-位移曲线,分析峰值剪应力、黏聚力及内摩擦角随干湿循环次数变化规律;采用平行粘结接触模型探讨了宏观与微观参数的联系,揭示了干湿循环作用对微观颗粒间粘结及摩擦特性影响的差异性。试验结果表明:湿化作用降低昔格达土体黏聚力及内摩擦角;随干湿循环次数增加,昔格达土体应力-位移曲线从应变硬化过渡至应变软化,峰值强度、黏聚力及内摩擦角均减小并趋于稳定;黏聚力以前3次循环降幅(55.42%)较大,内摩擦角以第2-第4次循环降幅(11.04%)较大,干湿循环对黏聚力影响显著大于对内摩擦角的影响,对内摩擦角的劣化效应存在滞后性。建议工程中可从微观颗粒间粘结作用的角度削弱干湿循环对昔格达土体力学特性的影响。研究结果可为昔格达土涉水工程安全提供参考。     

石灰改良土的非饱和土变形与强度特性试验

为研究石灰含量与颗粒级配对非饱和改良土强度和变形的影响,利用非饱和三轴仪对石灰改良花岗岩残积土进行控制吸力固结排水剪切试验,研究掺灰比0%,4%和8%的改良花岗岩残积土的强度和体变特性,同时还选用了颗粒粒径小于1 mm与小于2 mm的土料进行了相关试验。研究结果表明:石灰含量和净围压对非饱和改良土的应力应变曲线均有较大影响,且曲线呈硬化型;相同石灰含量下非饱和改良土的强度峰值随着净围压的增大而增大;在净围压相同时,强度峰值随着石灰含量的增大而增大;在同基质吸力时,凝聚力和内摩擦角随着石灰含量的增加而相应增大,凝聚力增加更明显。在相同基质吸力、干密度、石灰含量下,颗粒粒径小于1 mm与小于2 mm的土料应力应变关系接近,细粒土的颗粒尺寸对强度影响小。非饱和土的体变特性受石灰含量和净围压的影响明显,对于细颗粒土,其结果受颗粒粒径的影响小。