泡沫轻质土性能试验与塑性损伤参数研究

为了探究泡沫轻质土的混凝土塑性损伤本构参数,对轻质土试块进行无侧限抗压试验。通过压缩试验可知,泡沫轻质土与普通混凝土的压缩试验曲线具有相同的特征。为此利用试验所得的无量纲应力-应变曲线结合Sidiroff能量等价原理推导轻质土的损伤公式。以密度500 kg/m³的轻质土为例,建立ABAQUS有限元轻质土试块模型,再采用CDP本构参数模拟其压缩的过程,最后提取数值模拟的荷载-位移曲线与试验对比,发现吻合度较好。     

建筑废弃物再生集料泡沫混凝土的配合比设计研究

通过正交试验研究硅酸盐水泥掺量、建筑废弃物再生集料掺量、水灰比3个因素对建筑废弃物再生集料泡沫混凝土强度的影响。结果表明,影响建筑废弃集料泡沫混凝土28 d无侧限抗压强度的主次顺序为:建筑废弃物再生集料掺量硅酸盐水泥掺量水灰比,最佳配合比为水泥405 kg/m~3,建筑废弃物再生集料607.5 kg/m~3,水243 kg/m~3,聚羧酸高效减水剂1.22 kg/m~3,其28 d无侧限抗压强度为4.85 MPa,流动度为170 mm,性能符合CJJ/T 177—2012《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》的要求。     

水泥改性聚乙烯醇固化轻质土的强度特性

为改善水泥固化轻质土存在的不足,采用水泥-改性聚乙烯醇(SH)对轻质土进行固化.分析探讨了水泥-SH固化轻质土的受压破坏方式、应力-应变曲线类型以及龄期、养护环境、SH掺量、土质成分对水泥-SH固化轻质土无侧限抗压强度的影响.结果表明:水泥-SH固化轻质土受压破坏没有出现明显的破裂面,且破坏应变较大,有较高的残余强度;室温养护下水泥-SH固化轻质土的无侧限抗压强度显著高于恒温恒湿养护;SH固化剂显著提高水泥固化轻质土无侧限抗压强度的最低掺量为4.5%(质量比);SH固化剂可以减小土质成分对水泥固化轻质土无侧限抗压强度的影响.     

玻璃纤维增强泡沫轻质混凝土力学性能的试验研究

为研究玻璃纤维对泡沫轻质混凝土力学性能的影响,对浇筑密度为700 kg/m3的泡沫轻质混凝土掺加4组不同长度、不同含量的耐碱玻璃纤维后,开展压缩试验、劈裂抗拉试验、抗折强度试验(三点式),并对数据整理分析。研究结果表明:随着纤维含量的增加,4组纤维泡沫轻质混凝土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均呈现先增加后减小的现象;掺加玻璃纤维对泡沫轻质混凝土抗折强度提高效果最优,劈裂抗拉强度次之,无侧限抗压强度最弱;掺加纤维前后,泡沫轻质混凝土均表现为明显的脆性,但掺加纤维可明显增强泡沫轻质混凝土的韧性。玻璃纤维的掺加对抗折强度提高效果最优,劈裂抗拉强度次之,无侧限抗压强度最弱。     

粉煤灰气泡混合轻质土配合比设计与性能研究

文中以工程配合比为基础,采用控制变量法,研究粉煤灰掺量、泡沫量和水灰比对粉煤灰气泡混合轻质土性能的影响。结果表明,粉煤灰降低了气泡混合轻质土的早期强度,但能提高后期强度;湿容重随着粉煤灰和泡沫掺量的增加逐渐减小,随着水灰比的增大先增大后减小;抗压强度随着粉煤灰掺量的增加先减小后稍有增加再减小,随着泡沫量的增加逐渐减小,随着水灰比的增大先增大后减小;粉煤灰掺量、泡沫量、水灰比的适宜取值分别为15%～35%、600～800 L/m³、0.55～0.61。     

基于正交试验的木质纤维土无侧限抗压强度分析

通过正交试验,分析了压实度、含水率以及纤维掺量三个因素对木质纤维加筋土无侧限抗压强度试验的影响,试验结果表明:含水率以及压实度对木质纤维土的抗剪强度指标影响非常显著,纤维掺量对无侧限抗压强度的影响有一定的显著性,木质纤维无侧限抗压强度随压实度的增长不断上升,随含水量以及纤维掺量的增大而减小。     

考虑压实度、掺灰量及养护龄期的石灰土强度经验预估公式

为探讨压实度、掺灰量及养护龄期和含水率对石灰土强度的影响,配制5%石灰的宿迁粘土,制样并在标准养护室养护7 d后进行无侧限抗压强度试验,分析了孔隙率、掺灰量及龄期、含水率对无侧限抗压强度的影响,并讨论了石灰土无侧限抗压强度的影响因素。试验结果表明,石灰土无侧限抗压强度随着压实度的增加而线性增加,随着掺灰量的增加近似线性地增加,随着固化时间的推移不同掺灰量的石灰土样呈不同幅度的增长,而含水率的变化并未对石灰土的无侧限抗压强度产生明显的影响。提出了一个能够综合反映压实度、石灰掺入量及养护龄期等因素对石灰土强度影响规律的综合表征参数,具有一定的工程意义。     

纳米黏土改良黄土力学性能试验研究

在陕西安塞地区黄土中掺入两种不同纳米黏土材料,设计不同掺量、含水率、养护龄期等多因素影响下的正交试验,并对改良后黄土进行三轴试验,分析凹凸棒土和纳米蒙脱土改善黄土无侧限抗压强度指标以及抗剪强度指标的变化特征,并采用SEM对两种纳米黏土改良黄土进行改善机理微观分析。结果表明:掺量为1%的凹凸棒土、掺量为2%的纳米蒙脱土对黄土抗压强度影响最为显著,在一定含水率下可使素黄土的抗压强度分别提高21%和42.3%; 两种纳米黏土改良黄土应力-应变曲线受试样干密度、围压及掺量的影响,干密度为1.35 g?cm^-3、围压为50 kPa的改良黄土有应变软化现象,干密度达到1.65 g?cm^-3时,4种不同围压下改良黄土应力-应变曲线均有应变硬化的趋势; 两种纳米黏土对改良黄土的抗剪强度指标影响效果显著,其中1%掺量的凹凸棒土、2%掺量的纳米蒙脱土可以使改良黄土的黏聚力分别提升61.02%和81.70%,内摩擦角分别提升27.86%和21.31%。     

水泥土无侧限抗压强度的试验研究

分析了土的塑性、水泥和外加剂掺量对水泥无侧限抗压强度的影响。试验结果表明,水泥土无侧限抗压强度随土的塑限增大而先减小后增大,随着水泥掺量的增加,水泥土无侧限抗压强度有明显增长,掺了减水剂的水泥土的7 d强度有所增加,但以后强度几乎没有增长。     

聚丙烯纤维水泥土强度增长机理分析

为了研究聚丙烯纤维掺量对水泥土强度增长机理的影响,分别进行了不同聚丙烯纤维掺量下的水泥土无侧限抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验和电镜扫描试验,得到了聚丙烯纤维水泥土无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度的变化规律,分析了能量演化特征和内部微观结构。试验结果表明:随着聚丙烯纤维掺量的增加,水泥土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和强度增益比均呈现先增大后减小的趋势,且离散程度整体较小。当聚丙烯纤维掺量为0.4%时,无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度达到最大值,分别为4.18 MPa和0.74 MPa,比素水泥土分别提高了13.28%和23.33%,强度增益比大于1;无侧限抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验中,总能量、弹性应变能均达到最大值,分别为0.072 1 MJ/m~3、0.063 7 MJ/m~3和0.004 04 MJ/m~3、0.003 37 MJ/m~3。耗散能在无侧限抗压强度试验中整体上呈现下降趋势,而在劈裂抗拉强度试验中却呈现先减小后增大的趋势。     

灵敏性粉土的压缩及触变特性研究

山西汾河一级阶地的饱和粉土大多具有灵敏性,使得其强度和变形性质在扰动前后差别很大。为了研究灵敏性粉土的压缩及触变特性,对探井取样的原状土和重塑土样进行了一维固结压缩试验和无侧限抗压强度试验。试验结果表明,原状土加载到结构屈服应力处,沉降量突增,固结系数突增,主固结比突降,次固结对沉降的贡献开始上升;原状土与重塑土的差异是原状土的结构强度引起的,在高压固结压力下两者压缩曲线约在0.58e₀处重合;灵敏土无侧限抗压强度试验的应力应变曲线表现出类似超固结土的应变软化特性,其触变后恢复具有时效性,弹性模量受扰动影响较为敏感,可考虑作为扰动指标的量度。     

水泥加固酸污染土无侧限强度特征

污染土是利用水泥固化处理后,土体的强度得到提高。针对该项技术,采用水泥固化法处理酸污染土,通过两种试验方案,对水泥加固酸污染土的无侧限抗压强度特性进行研究。试验所用酸污染土用浓硫酸配置人工制备而成,并考虑了不同水泥掺量、不同硫酸浓度和不同龄期对水泥加固酸污染土强度的影响。试验表明:水泥固化酸污染土的强度与水泥掺量和硫酸含量有密切关系,二者共同作用决定其强度的变化。在一定硫酸浓度(2~16g/kg)条件下,伴随硫酸含量的升高,水泥掺量较低时,无侧限抗压强度整体呈明显下降的趋势;水泥掺量较高时,无侧限抗压强度呈缓慢上升的趋势。随着水泥掺量提高,土样的无侧限抗压强度达到峰值时所对应的硫酸含量也逐渐变大。     

不同水泥土力学性能试验研究

对不同龄期和不同水泥掺量的5种水泥土试样进行了无侧限抗压强度试验,得到了5种不同水泥土在不同水泥掺量和不同龄期时的无侧限抗压强度值及不同水泥土力学性能的规律。试验表明,水泥土在一定的水泥掺量范围内其抗压强度增加显著,超过此范围后,抗压强度增加幅度有限。水泥土龄期60d以前,水泥土强度增长较快,龄期60d后水泥土强度虽有所增加,但增长幅度不大。同时,对试验结果进行了回归分析,得到了不同龄期水泥土无侧限抗压强度的推算公式及水泥土无侧限抗压强度与水泥掺量、不同龄期水泥土无侧限抗压强度之比与水泥掺量之比和不同水泥掺量水泥土无侧限抗压强度之比与龄期之比间的推算公式。     

细砂及粉煤灰基泡沫轻质土应力与应变特性试验研究

为了探究细砂及粉煤灰基泡沫轻质土（FLS）的应力与应变特性,文章以水泥、粉煤灰、细砂、水和泡沫为原材料制备试样,进行了无侧限抗压强度试验。试验结果表明,FLS的应力与应变曲线呈软化型,其轴向应力随应变的增加先增加后减少。当湿密度、水胶比和细砂含量分别为600 kg/m3、0.60和20%时,FLS的28 d无侧限抗压强度为0.84 MPa。FLS的无侧限抗压强度与细砂含量呈负线性相关。提出的复合正弦-指数模型（CSE）可以有效地表征FLS的应力与应变特性,可为FLS的工程设计及理论分析提供依据。     

泡沫轻质土路基的正交试验及数值模拟研究

本研究以水泥、粉煤灰、水、粉土、细砂和泡沫为原材料制备泡沫轻质土,通过正交试验探究不同配合比下泡沫轻质土的力学特性并提出最佳配合比。试验结果表明,泡沫轻质土的湿密度、水胶比和砂土比分别为600 kg/m³、0.58和2.0时其抗压强度最大,其7 d和28 d的抗压强度分别为0.8 MPa和1.2 MPa,并据此得到泡沫轻质土的最佳配合比。在28 d养护龄期内,提出的线性模型能够较好地预测泡沫轻质土的抗压强度。有限元模拟结果表明,采用泡沫轻质土作为填料,能够较好地控制路基沉降,与普通填土相比,泡沫轻质土路基在竣工时的沉降减少了70%,因此,将泡沫轻质土应用于路基工程具有较好的可行性。     

EPS颗粒轻质混合二灰土强度性质的试验研究

采用相似材料模型试验对相同EPS颗粒含量不同土灰比二灰土以及相同土灰比不同EPS掺量二灰土通过无侧限抗压试验和直剪实验对其强度性质进行了研究。结果表明:EPS颗粒二灰土试样与纯二灰土试样无侧限抗压强度接近。EPS颗粒混合轻质土的粘聚力随EPS颗粒掺入量和土灰比的增大而减小,但是当土灰比和EPS掺量较小时,对轻质土抗剪性能影响不大。     

玄武岩纤维增强高掺量石粉-混凝土抗冻性能试验研究

为了研究冻融循环作用对玄武岩纤维增强高掺量石粉-混凝土力学性质的影响,通过冻融循环试验、无侧限抗压强度试验以及非线性超声波测试,研究了高掺量石粉对混凝土无侧限抗压强度的影响,在此基础上探讨了养护龄期、纤维掺量、纤维长度、冻融循环次数等参数对玄武岩纤维增强高掺量石粉-混凝土力学性质的影响。研究结果表明：冻融循环作用对混凝土的强度影响较大,而添加玄武岩纤维可以有效缓解混凝土在冻融循环条件下的强度损失,提高其抵抗冻融破坏的能力;在试验条件下,最优纤维掺量为5 kg/m³,最佳纤维长度为12 mm;另外,养护龄期的延长有助于提高混凝土的无侧限抗压强度,且同一冻融循环次数下,养护龄期为76 d的试块强度要高于养护龄期为28 d的试块;通过非线性超声波测试,得到试块的声波交流有效值随着冻融循环次数的增加而大幅度衰减,同一冻融循环次数下,掺入玄武岩纤维的试块的交流有效值略高于未掺入纤维的试块。对玄武岩增强高掺量石粉-混凝土在严寒地区的工程应用提供一定参考。     

泡沫塑料混合轻质土在循环荷载下的力学性质

泡沫塑料混合轻质土是一种性质优良的轻质土,能够有效提高路基稳定性,减小路基的沉降。材料在道路循环荷载下的强度低于静力强度,以静力强度作为设计参数偏于危险。通过室内试验研究了循环荷载下泡沫塑料混合轻质土的力学性质,发现在循环荷载下泡沫塑料混合轻质土的应力应变关系有稳定型和破坏型两种,临界加载比建议取0.75,即在循环荷载下的强度宜取为无侧限抗压强度的0.75倍;破坏应变大于一次加载的情况,且随加载比的增加而减小;回弹曲线和再压缩曲线斜率相近,而且随循环次数的增加基本不变。     

含轻质砖的水泥稳定再生集料性能研究

研究了轻质砖再生细集料掺量对水泥稳定砖混再生集料混合料无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冲刷性能与收缩性能的影响。结果表明:随轻质砖再生细集料掺量增加,混合料的最佳含水率大幅增大,最大干密度大幅降低,无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量与抗冲刷性能均下降;混合料的干缩应变和温缩应变随轻质砖与水泥掺量的增加而增大,轻质砖再生细集料掺量对混合料干缩影响较大,而水泥掺量对混合料温缩影响较大,粗型级配混合料的上述性能均优于其它2种级配混合料。全砖混再生集料水泥稳定混合料可用于各等级公路路面基层,当需要掺入轻质砖再生细集料时,其掺量应控制在20%以内。     

大掺量磷石膏泡沫轻质土的制备

为推动固废在泡沫轻质土中的应用,以水泥、矿粉、磷石膏为原料制备大掺量磷石膏泡沫轻质土,研究磷石膏掺量对泡沫轻质土流动性能、力学性能、抗冻性能与耐水性能的影响。试验结果表明：随着磷石膏掺量增加,泡沫轻质土的流动性能、力学性能和抗冻性能逐渐下降,耐水性能先上升后下降。考虑到经济效益,磷石膏的最佳掺量为50%,此时泡沫轻质土28 d抗压强度与抗折强度分别为2.29、0.95 MPa,水软化系数为0.88,冻融循环后质量损失率和抗压强度损失率分别为1.52%、24%。