粉煤灰与石灰改良花岗岩残积土压缩特性研究

采用粉煤灰、石灰对福州地区花岗岩残积土进行掺合改良,通过进行击实试验和固结试验对比研究了粉煤灰石灰掺量和养护期的变化对花岗岩残积土压实性和压缩变形特性的影响。试验结果表明:在试验研究范围内,随着粉煤灰掺量的增加,粉煤灰改良土的最大干密度ρｄｍａｘ明显增大,最优含水率 ωｏｐ逐渐减小,压缩性逐渐降低,且养护期对其影响不大;随着石灰掺量增加,石灰改良土的ρｄｍａｘ逐渐减小,ωｏｐ逐渐增大,压缩性逐渐降低,且通过养护能明显降低其压缩性;同时掺入石灰和粉煤灰后,石灰－粉煤灰改良土的压实性和压缩性也都得到了较好的改善,且通过养护能有效降低其压缩性;综合分析表明１∶２∶７配比对于沉降要求较高工程的固化效益最佳。     

木质素磺酸钙改良的低液限黏土三轴压缩特性

通过对具有不同木质素磺酸钙掺量、不同养护时间的改良低液限黏土进行一系列三轴剪切试验,分析了改良土应力应变曲线、峰值偏应力及抗剪强度参数的变化规律,结合扫描电镜探究了其内在机制。试验结果表明：木质素磺酸钙的掺入能够显著提升土体抗剪强度,随着掺量的增加,改良土的抗剪强度先增加后减小,最优掺量为8%;随着养护时间的增加,改良土的抗剪强度提升,且增强速度逐渐变缓;养护7 d后8%掺量的改良土获得最大峰值偏应力2 017.23 kPa,比养护相同时间的纯黏土高236.25%;改良土黏聚力随着木质素磺酸钙掺量的增加先增加后减小,而内摩擦角增大到一定值后趋于稳定。改良土强度提升的内在机制可以概括为填充孔隙、离子交换、吸附包裹土粒以及胶结土粒团聚体。     

干湿循环下复合改良黄土剪切力学特性试验研究

纤维可有效改善土体的力学特性。通过不固结不排水三轴剪切试验,研究了玻璃纤维掺量、纤维长度、养护龄期及干湿循环次数对纤维-秸秆灰-石灰复合改良黄土剪切力学特性的影响规律。试验结果表明:随着纤维的掺入,复合改良土的应力-应变曲线逐步转为应变硬化型,极限偏应力、黏聚力及内摩擦角随着纤维掺量及纤维长度的增加,呈现先增加后减小的趋势,当纤维掺量为0.4%、纤维长度为9 mm时为最优配比。干湿循环条件下,复合改良土的极限偏应力、黏聚力及内摩擦角逐步减小,前期衰减速率较大,后期基本趋于稳定,衰减幅值受纤维掺量、纤维长度影响明显。养护龄期越长,改良土在不同干湿循环下的强度越高,稳定性越好。     

水泥固化锌污染土压缩特性影响因素分析

基于固结试验,研究了不同养护温度、锌离子质量分数及水泥掺量条件下水泥固化锌污染土的压缩特性,推导出能够综合反映三者对压缩系数影响规律的经验式。结果表明:基于该经验公式,根据某一已知条件（即上述3个变量值）对应的固化体或者素土的压缩系数值可以较好地预测其他条件下的固化体压缩系数。此外,锌离子质量分数一定时,固化体压缩系数随水泥掺量的增大呈指数性减小。水泥掺量一定时,压缩系数随锌离子质量分数的增大而增大。压缩系数随养护温度的提高而减小,固化体压缩系数比值与养护温度之间呈现较好的对数函数关系。     

强蚀变花岗岩坝基填料改良试验

某抽水蓄能电站工程区存在大量结构松散强蚀变花岗岩,严重影响坝基、隧洞和地下厂房的稳定性,但这些强蚀变花岗岩经过改良则可用于坝基填筑。利用生石灰和水泥2种改良剂对变花岗岩进行改良,对比改良前后强蚀变花岗岩的渗透、压缩和强度随掺灰比、养护龄期等的变化规律,对改良效果进行评价。研究结果表明:掺入生石灰和水泥后,随着掺灰比增加,渗透系数均大幅度递减,压缩模量逐步递增;不同龄期试样的压缩性质也有差异;水泥改良土抗剪强度指标随着掺灰比增大而迅速增长,生石灰改良土的抗剪强度指标在7%掺灰比处存在峰值。最后综合对比分析确定,水泥比生石灰更适合改良强蚀变花岗岩,水泥改良土的最优掺灰比为5%~7%。     

枢纽工程坝基土新型改良材料下力学试验研究

为研究粤东北水利枢纽工程中坝基改良土三轴力学特性,利用三轴试验系统设计开展固化改良液掺量、养护龄期对力学特征影响分析.固化液聚合物对改良土强度提升存在合理掺量值,为0.2％,随固化液掺量,改良土三轴抗压增长,但增幅集中在掺量0.2％前;固化液聚合物对土体塑性变形特征影响显著.养护龄期与改良土承载应力为正相关关系,但围压...     

木质素磺酸钙改良紫色土力学性能试验研究

针对紫色土抗侵蚀性差、遇水容易崩解破坏造成严重水土流失等问题,采用木质素磺酸钙对重庆市紫色土进行改良。通过直剪试验、无侧限抗压强度试验、湿化崩解试验对改良土进行研究,结果表明:木质素磺酸钙能够改善紫色土力学性能,随着掺量的增加,改良土抗剪强度、无侧限抗压强度均呈现先增大后减小的趋势;木质素磺酸钙掺量为5.0%时,各项指标达到最优,崩解特性得到显著改善;当掺量超过5.0%时,改良土不崩解,因此建议木质素磺酸钙掺量为5.0%。     

工业废渣协同水泥固化淤泥压缩特性

为实现绿色环保宗旨,推动工业废渣利用,通过高炉矿渣、粉煤灰和电石渣等工业废渣协同水泥固化淤泥的一维固结和扫描电镜试验,研究了工业废渣种类、掺量和养护龄期对压缩特性的影响,探讨了微观作用机制。结果表明：工业废渣协同水泥固化淤泥对压缩性能提升作用明显。随工业废渣掺量增加,固化土孔隙比和压缩量逐渐减小,屈服应力逐渐增大;电石渣协同水泥固化土压缩性能逐渐增大,粉煤灰和高炉矿渣协同水泥固化土表现出先增加后减小的规律,最佳掺量与工业废渣种类有关;扫描电镜试验表明胶结和填充作用是改善压缩性能的主要原因;最后,基于有界函数建立了固化淤泥的压缩量预测模型,拟合效果优异,可为后续施工和研究提供参考。     

黄土改良红砂岩的试验及路用性能研究

兰州某地铁车站深基坑开挖遇到大量红砂岩,红砂岩直接作为路基填料会造成路基垮塌等工程事故。为了研究红砂岩作为路基填料的适宜性,以及对改良红砂岩最优配比及改良效果和工程性能进行研究。对不同配比及不同含水率的黄土-红纱岩改良土进行击实试验、直接剪切试验和固结压缩试验。试验结果表明:30%黄土掺量且含水率达到8%的红砂岩改良土的干密度达到最大值2.11g/cm~3;其抗剪强度指标内摩擦角和黏聚力得到大幅提高及其压缩性能得到改善,工程性能得到了一定提高。初步确定了改良红砂岩作为路基填料的可行性。     

纤维与粉煤灰改良粉土的正交试验分析

黄河三角洲地区粉土、粉砂分布广泛,为了使其满足作为路基填土等实际工程的要求,消除不良工程特性而需要对其进行改良。掺入适量的粉煤灰、石灰可以提高粉土的抗剪强度,但同时也会增加土的脆性。因此在改良土中掺入纤维来进一步提高其抗剪强度并改善其脆性。采用正交试验设计,选取了具有典型代表意义的九组试样进行三轴压缩试验、直接剪切试验与固结试验,分析了不同粉煤灰、石灰掺量,纤维掺量与纤维长度对改良土的抗剪强度与压缩性等工程特性的影响。获得了各项指标的粉煤灰与石灰掺量、纤维掺量与纤维长度的最佳配合比参考值。采用线性多元回归方法,建立了改良土力学指标与多种影响因素的经验公式,为黄河三角洲地区粉土的改良提供了可以借鉴的数据与经验。     

固化淤泥土压缩特性分析

为研究固化剂种类与掺量对海相沉积淤泥固化效果的影响,以唐山南堡典型滨海沉积淤泥为研究对象,通过单掺固化压缩试验,结合粉煤灰废物利用问题,分析了水泥、生石灰及粉煤灰等不同固化剂及掺量对该淤泥固化后压缩特性的影响。结果显示:该淤泥在未固化前为高压缩性土,而在添加一定掺比的水泥、生石灰和粉煤灰并进行7d龄期养护后,淤泥试样的压缩特性均有所改良,其中20%水泥掺比的试样效果最优,且改性为中压缩性土,说明高掺比水泥可在短期内明显改善其压缩特性。单掺生石灰固化时,可通过适当延长闷料时间以增强固化效果。粉煤灰虽固化效果稍差,但具有低耗环保的优势,在实际应用中可综合考虑。该成果可为海相淤泥的固化及工程应用提供一定参考。     

玻璃纤维对湿陷性黄土力学性能的影响研究

以青海东部的湿陷性黄土为研究对象,研究玻璃纤维掺量、水泥掺量、养护期龄和土壤含水率对湿陷性黄土力学性能的影响。结果表明,相同含水率条件下,湿陷性黄土的抗压强度、劈裂抗拉强度和静力弹性模量随玻璃纤维掺量的增加先增大后减小,玻璃纤维掺量为2%时均达到最大值,超过2%时,各养护龄期的黄土力学性能开始下降;土壤含水率超过40%时,水泥掺量越高黄土力学性能越好;影响黄土力学性能的主要因素为玻璃纤维掺量水泥掺量养护期龄土壤含水率;玻璃纤维掺量、水泥掺量分别为2%、7%,含水率为40%,养护期龄为28 d时,湿陷性黄土力学性能最佳。     

粉煤灰-天然砂改良膨胀土强度特性试验研究

为探讨粉煤灰-天然砂改良膨胀土强度特性,对改良膨胀土进行了击实试验、无侧限抗压试验和三轴试验。试验结果表明:粉煤灰掺量一定时,最大干密度随天然砂掺量增加呈先增大后减小趋势,而最优含水量逐步减少;天然砂掺量一定时,最大干密度及最优含水量随粉煤灰掺量增加均逐渐减小;在粉煤灰和天然砂之和占比20%不变条件下,随天然砂占比减小,无侧限抗压强度与三轴抗剪强度先增大后减小,天然砂掺量5%和粉煤灰掺量15%时强度最大;随着粉煤灰和天然砂掺量的增加,内摩擦角先增加后减小;粉煤灰和天然砂掺量之和一定时,随着粉煤灰的增加和天然砂掺量的减少,黏聚力逐渐减小。研究成果可供致力于改良膨胀土工程性质的研究人员参考。     

硅灰对聚合物水泥砂浆力学性能影响研究

以硅灰替代率0、3%、6%、9%、12%为变化参数,研究3 d、7 d、28 d龄期标准养护下,硅灰掺量对聚合物水泥砂浆抗压强度和抗折强度的影响。试验发现：随着养护龄期的增加,抗压抗折强度逐渐增大;在不同的养护龄期下,随着硅灰替代率的增加,聚合物水泥砂浆的抗压、抗折强度均呈现先上升后下降的趋势。结果表明当硅灰替代率为6%时,砂浆的力学性能最优。     

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。     

石灰改良黄土渗透特性试验研究

为了研究石灰掺量对黄土压实特性与渗透特性的影响,以甘肃省庆阳地区黄土为研究对象,进行了不同石灰掺量下的标准击实试验与不同掺量、不同干密度下的变水头渗透试验,并对有代表性的试样进行了电镜扫描。试验结果表明:随着石灰掺量的增加,改良黄土的最大干密度drmax越来越小,对应的最优含水率wopt越来越大;当石灰掺量从0增加到3%时,最大干密度drmax的减小幅度最大;素黄土与改良黄土的饱和渗透系数ksat均随孔隙比e的增大而增大,且在半对数坐标中呈线性关系,不同掺量下的拟合曲线相互平行,但截距有所不同。结合电镜扫描结果对黄土的微结构从定性及定量角度分析可知,大中孔隙的数量及面积决定着黄土渗透性。     

椰壳纤维-MICP复合改良膨胀土强度特性

采用椰壳纤维联合微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术对南水北调中线工程南阳段的膨胀土进行试验改良,开展无侧限抗压强度试验,对比分析素土、纤维土、MICP土以及复合改良土的应力应变特征曲线和破坏形态,并利用响应面法试验研究了椰壳纤维掺量、处理液掺量和胶结液浓度对改良膨胀土无侧限抗压强度的影响,得其最优配比。结果表明：单掺纤维和MICP技术改良均可提升膨胀土的无侧限抗压强度,而复合改良土强度提升最明显,纤维最佳掺量为0.5%;在轴向压力作用下,素土破坏形态表现为“脆性破坏”,MICP土表现为“完全脆性破坏”,纤维土表现为“塑性破坏”,复合改良土表现为“弹塑性破坏”;经统计软件方差分析,对复合改良土强度影响最主要因素是胶结液浓度,其次为处理液掺量、纤维掺量。     

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。     

掺粉煤灰压实黄土环剪试验研究

为了探究掺粉煤灰压实黄土残余强度特性,采用HJ-1型环剪仪对不同含水率和不同粉煤灰掺量条件下的黄土进行试验研究。结果表明:随着粉煤灰掺量的增大,土样最大干密度近似呈线性减小,而最优含水率近似呈线性增加;平衡含水率以下,残余强度与掺灰量呈负相关,平衡含水率以上,残余强度与掺灰量呈正相关。在工程应用中,可以考虑用适量粉煤灰处理较湿土,以达到降低土体自重,同时增强残余强度的目的。     

碱矿渣粉固化沙漠土力学性能及耐久性能研究

结合新疆古尔班通古特沙漠环境特性,通过固化沙漠土击实试验、干湿循环试验以及冻融循环试验,研究其力学性能和耐久性能。结果表明:固化沙漠土最优碱矿渣粉固化剂掺量为14%,最优含水率为10%,此时最大密度为2.09 g/cm~3,28 d抗压强度为6.34 MPa。固化沙漠土28 d无侧限抗压强度随干湿循环次数的增多而增大,干湿循环9次时强度最大(8.67 MPa),比标准试样减小27.9%,之后无侧限抗压强度逐渐降低。固化沙漠土无侧限抗压强度随冻融循环次数的增加而增大,当冻融循环5次后增幅趋于平缓,冻融循环7次后强度随龄期的增大逐渐减小,9次冻融循环后的强度为7.8 MPa(标准养护试样的80.4%)。