水泥砂浆固化土物理力学特性试验研究

为了解水泥砂浆固化土的掺砂量与强度之间的关系,找出具有工程应用前景的配比,在不同掺砂量不同龄期条件下对水泥砂浆固化土进行了无侧限抗压强度试验,研究了水泥砂浆固化土的强度和变形特性,分析了掺砂量和龄期对水泥砂浆固化土的强度和变形特性的影响。研究结果表明:在水泥土中掺入一定量的砂,可有效提高水泥土强度;一定水泥掺入比下,存在一个最佳掺砂量,使水泥砂浆固化土强度(qu)最高,变形系数(E50)最大;水泥砂浆固化土与水泥土的应力应变曲线均有明显的峰值,应力应变关系属加工软化型,其残余强度随着掺砂量的增加而增加;采用水泥砂浆搅拌桩加固软弱地基时,即使采用较高的掺砂量和置换率,加固体本身重量增加有限,下卧层附加应力增加也很小。     

水泥砂浆土的无侧限抗压强度试验研究

介绍了水泥砂浆土的无侧限抗压强度试验的材料,并对具体的试验方案作了阐述,通过抗压强度试验得出,水泥砂浆土强度与掺砂量、龄期、水泥掺入比有关,在水泥土中掺入适量的砂,形成水泥砂浆土,可有效的提高其抗压强度,尤其是后期强度。     

软黏土中劲性复合桩水平承载特性p-y曲线研究

劲性复合桩(SC桩)是一种将高强度混凝土桩与水泥土桩相结合的新型桩基。为研究软黏土中SC桩水平承载力理论计算方法,将水泥土视为硬黏土,基于现有软黏土和硬黏土中桩基的p-y曲线形式,考虑水平荷载作用下桩周水泥土和软黏土的土抗力分担比例,推导了p-y曲线中两个重要参数p_u和y₅₀的修正因子,进而建立了软黏土中SC桩水平承载特性p-y曲线计算方法。通过与3个现场试验的实测结果的对比分析,验证所建立的p-y曲线法的准确性与可靠性,继而开展SC桩水平受荷性能影响因素分析。结果表明:所建立的理论计算方法可以有效预测SC桩的水平承载特性,且当桩身变形较大时应考虑混凝土芯桩的非线性影响。水泥土桩桩径(D)对SC桩水平承载性能影响显著,当水泥土桩与混凝土芯桩的桩径比(D/d)从1.0增至3.0时,120 kN水平荷载下的桩头位移从25.8 mm减至5.1 mm,且桩身最大弯矩值减小51.0%;桩身水平承载性能受水泥土桩桩长(L)的影响较大,但当长径比(L/d)超过10后,桩身内力位移趋于稳定值;适当地增加水泥土桩强度与混凝土芯桩弹性模量也可提高SC桩的水平承载性能。     

水泥砂浆复合土力学性能及微观结构的试验研究

以河套灌区的水泥砂浆复合土作为研究对象,通过研究掺砂量与强度之间的关系,找出工程适应性相对较好的掺砂量;同时对不同掺砂量和不同龄期的水泥砂浆复合土进行无侧限抗压强度、变形特性及微观结构试验分析,得出掺砂量和龄期对水泥砂浆复合土的强度和变形特性的影响规律。研究结果表明:在水泥土中掺入一定量的砂,可有效地提高水泥土强度,改善水泥土结构;一定水泥掺量下,存在一个最佳掺砂量,使得水泥砂浆复合土强度最高,且应力–应变曲线均有明显的峰值。     

广东江河冲积地质SMW工法桩水泥土强度试验研究

为研究SMW工法桩在广东江河冲积地质淤泥质黏土和粉细砂中的成桩性状,通过现场取样测得水泥土强度和干密度;在实验室内分别按3种水灰比和4种水泥掺入比制作试样,并测得28,60,90d和120d龄期下的无侧限抗压强度。试验结果表明:淤泥质黏土水泥土和粉细砂水泥土最佳水灰比均为1.5;淤泥质黏土水泥土在水泥掺入比为18%时强度最高,粉细砂水泥土在水泥掺入比为15%时强度最高,粉细砂与水泥结合的机理与水泥砂浆相似,随砂灰比的增大而增大;水泥土强度随龄期的增长而增长,且在最佳水泥掺入比时28d后强度增长明显;水泥土干密度与抗压强度呈正相关;最后分析了现场水泥土强度比实验室内水泥土强度小的原因,结果可以为改进SMW工法桩施工工艺提供参考。     

劲芯复合桩施工关键工艺参数及控制

劲芯复合桩施工包括水泥土柱体施工和芯桩施工两道工序,水泥土柱体的施工多采用水泥土搅拌法来实施,芯桩多采用预制桩静压法或锤击法施工。劲芯复合桩的质量控制的关键是水泥土质量和复合桩同轴度。水泥土质量的关键工艺参数是水泥土掺入量、水泥土搅拌均匀程度,江苏沿海地区工程实践表明,应使施工参数、设备参数与设计参数三者相互匹配才能达到更好的水泥土质量。同轴度取决于芯桩与水泥土体的同心度和垂直度,实践证明,施工场地达到一定平整度和承载力同时,必须精确控制打桩机械机架的垂直度。     

水泥土桩和水泥砂浆土桩的破坏与承载力研究

以劲性水泥土桩、劲性水泥砂浆土桩、加筋劲性水泥砂浆土桩三种形式的桩为研究对象,在试验室分别制作了三种形式模型桩,并依据其极限承载力试验,对比分析了三种模型桩的破坏形态与Q—S曲线以及竖向极限承载力,提出了三种模型桩的异同点以及变化规律,为工程应用提供参考。     

软黏土中劲性复合桩水平承载特性p–y曲线研究

劲性复合桩(SC桩)是一种将高强度混凝土桩与水泥土桩相结合的新型桩基。为研究软黏土中SC桩水平承载力理论计算方法,将水泥土视为硬黏土,基于现有软黏土和硬黏土中桩基的p–y曲线形式,考虑水平荷载作用下桩周水泥土和软黏土的土抗力分担比例,推导了p–y曲线中两个重要参数p_u和y_(50)的修正因子,进而建立了软黏土中SC桩水平承载特性p–y曲线计算方法。通过与3个现场试验的实测结果的对比分析,验证所建立的p–y曲线法的准确性与可靠性,继而开展SC桩水平受荷性能影响因素分析。结果表明:所建立的理论计算方法可以有效预测SC桩的水平承载特性,且当桩身变形较大时应考虑混凝土芯桩的非线性影响。水泥土桩桩径(D)对SC桩水平承载性能影响显著,当水泥土桩与混凝土芯桩的桩径比(D/d)从1.0增至3.0时,120 kN水平荷载下的桩头位移从25.8 mm减至5.1 mm,且桩身最大弯矩值减小51.0%;桩身水平承载性能受水泥土桩桩长(L)的影响较大,但当长径比(L/d)超过10后,桩身内力位移趋于稳定值;适当地增加水泥土桩强度与混凝土芯桩弹性模量也可提高SC桩的水平承载性能。     

废弃混凝土-水泥土强度特性及固化机理研究

将拆除城市旧建筑物和构筑物时产生的废弃混凝土掺入水泥土中,研究废弃混凝土-水泥土无侧限抗压强度的影响因素及其固化机理。采用正交试验方法,进行水泥土配合比设计和室内无侧限抗压强度试验。试验研究表明:影响废弃混凝土-水泥土无侧限抗压强度的主次因素依次是龄期、水泥掺量、废弃混凝土掺量;在水泥土中掺入15%~20%废弃混凝土可以有效提高水泥土的无侧限抗压强度。由废弃混凝土-水泥土固化机理分析得到:水泥土强度增长的主要原因是水泥的水解和水化反应;水泥与土颗粒之间的离子交换和团粒化作用进一步提高了水泥土的强度;废弃混凝土对水泥土强度增长的影响主要是填充效应和水化效应。     

混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基现场试验研究

混凝土芯水泥土搅拌桩是在水泥土搅拌桩外壳施工完成后插入预制混凝土芯所形成的一种新型复合桩。现有研究对混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基的承载力机理讨论很少。为完善混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基承载力理论,依托南京绕越高速东北段软基处理工程,通过埋设传感元件,借助复合地基载荷板试验和静力触探试验,分析了其承载力机理。试验结果表明:混凝土芯水泥土搅拌桩的地基加固效果要优于同直径同桩长的水泥土搅拌桩;混凝土芯的插入,有效增大了混凝土芯水泥土搅拌桩的竖向抗压强度;混凝土芯与水泥土搅拌桩外壳之间能有效传递剪应力,且水泥土搅拌桩外壳的大表面积保证了桩土间不会发生剪切破坏;相同的上部荷载下,混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基的桩土应力比要大于水泥土搅拌桩复合地基;混凝土芯水泥土搅拌桩施工对桩周土体有一定的挤密加固效果。     

水泥土组合桩荷载传递试验研究

0　前　　言目前,在天津、上海等沿海地区的软土地基处理中,正在推广和使用水泥土组合桩。水泥土组合桩又称作“劲性搅拌桩”[1] ,是将小直径刚性芯桩压入水泥土搅拌桩桩体内,或在水泥土桩体内成孔并浇筑混凝土或钢筋混凝土,形成由刚性芯桩外包水泥土形成的组合桩体结构,芯桩与水泥土共同工作承受上部荷载。水泥土组合桩可用作桩基础或复合地基中的竖向增强体。目前在工程中主要采用预制钢筋混凝土芯桩。在天津市的部分工程中采用沉管工艺或利用螺旋钻成孔制作芯桩,取得了良好的工程效果,应用前景广阔。大量现场单桩承载力对比试验[1,2 ] 表明,在水泥搅拌桩中插入足够截面和长度的预制刚性芯桩后,组合桩的单桩极限承载力将不     

等芯与短芯劲性复合桩承载特性对比研究

劲性复合桩为近年来工程界出现的新桩型,等芯劲性复合桩和短芯劲性复合桩得到了广泛应用,当前针对两者承载特性差异的研究鲜见报道。文章建立等芯与短芯劲性复合桩数值计算模型,结合室内试验结果设置界面接触属性,明晰等芯与短芯劲性复合桩承载特性差异。结果表明：等芯劲性复合桩沉降控制效果优于短芯劲性复合桩,内芯桩端下水泥土非复合段的压缩量是短芯劲性复合桩沉降量的主要组成部分;相较于等芯桩,短芯桩应关注水泥土强度对桩性能的影响;短芯劲性复合桩的桩侧摩阻力分担了更多的上部荷载,桩端下土体压缩量较小,对桩端持力层刚度的要求低于等芯劲性复合桩;两种劲性复合桩内芯轴力与内界面侧摩阻力沿深度的变化规律基本相同。研究成果可为劲性复合桩工程实践提供科学依据。     

软土地基MPC劲性复合桩现场试验研究

水泥土与预制混凝土复合桩(MPC劲性复合桩)采用搅拌法先施工水泥土桩,在水泥土桩桩身达到适当强度之后压入预制混凝土桩.桩顶荷载先通过预制桩桩侧传递至桩周水泥土中,再通过水泥土搅拌桩传递至水泥土桩桩周土,形成MPC劲性复合桩的荷载传递规律.为了研究其荷载传递规律和承载特性,在昆明盆地软土分布区进行了MPC劲性复合桩现场载...     

楔形劲芯水泥土复合桩沉芯效应模型试验研究

为探讨楔形劲芯水泥土复合桩在静力沉芯过程中的沉芯效应,在PVC管中分层填筑水泥土,然后分别静力压入1根等截面模型桩和2根不同楔角的楔形模型桩。通过试验数据整理分析,获得等截面和楔形芯桩静力沉芯过程中桩身应变、桩周水泥土表面的竖向位移、贯入阻力与沉芯深度的规律。研究结果表明:在楔形内芯的作用下,楔形劲芯水泥土复合桩不仅内芯对水泥土的挤压作用远大于等截面劲芯水泥土复合桩,而且水泥土外桩也会变成上端大、下端小的楔形形状;沉芯过程中,距楔形芯桩中心10cm监测范围内桩周土表没有出现隆起,而最小沉降量出现在距桩中心10cm处,最小沉降量为1mm;楔形芯桩的贯入阻力随贯入深度和楔角的增加而增加。     

季冻区玄武岩纤维水泥土无侧限抗压强度试验

本文以玄武岩纤维水泥土为研究对象,通过一系列无侧限抗压强度试验,研究了在冻融循环次数、纤维长度的影响下玄武岩纤维水泥土的力学特性。试验结果表明,纤维质量掺入比为0.5%时,掺入玄武岩纤维后水泥土的无侧限抗压强度有所降低;经过24次冻融循环作用后,未添加纤维的水泥土无侧限抗压强度下降幅度最大,强度损失率达到了34.58%,而其他掺入纤维的水泥土强度损失较小,同时,未掺入纤维的水泥土破坏时的轴向应变明显低于掺入纤维的水泥土破坏时的轴向应变。由此可得,在本试验条件下,将玄武岩纤维掺入到水泥土中未能提高水泥土的无侧限抗压强度,但纤维的掺入可以有效减缓水泥土在冻融循环作用下的强度损失,增强了水泥土的韧性,提高了水泥土的抗冻性。本文研究可为玄武岩纤维水泥土在季节性冻土区的应用提供一定的借鉴和参考。     

混凝土芯水泥土复合桩混凝土-水泥土界面摩擦特性试验研究

混凝土芯水泥土复合桩是由高强度混凝土芯桩和水泥土组成的新型复合桩。芯桩-水泥土以及水泥土-桩周土之间的界面摩擦特性是影响复合桩荷载传递规律的关键因素,目前对芯桩-水泥土界面摩擦特性的研究还较少,而且常规的二维平面剪切试验也无法研究芯桩的直径和截面形状等因素对界面特性的影响。文章采用自主研发的三维桩土接触面剪切试验装置,模拟工程实际情况,对预制混凝土芯桩-水泥土界面摩擦特性进行研究。剪切试验结果表明：混凝土-水泥土界面在剪切试验过程中经历了弹性阶段、脆性破坏阶段和剪切滑移三个阶段,采用三折线模型可以较好地描述其本构关系;界面极限侧摩阻力与芯桩含芯率(或直径)密切相关,随含芯率增加表现为先大幅减小而后逐步趋于稳定;界面极限侧摩阻力与水泥土无侧限抗压强度存在近似线性关系,其值约为水泥土无侧限抗压强度的0.064～0.259倍,而界面残余侧摩阻力受含芯率和水泥土养护龄期的影响相对小;在芯桩侧表面积相同的情况下,圆芯复合桩界面极限侧摩阻力约为方芯复合桩的1.329倍;界面极限相对位移受含芯率、水泥土龄期及芯桩截面形状影响较小,基本在1.23～2.40mm。     

砂在水泥土搅拌桩处理淤泥质粉质粘土中的特性研究

鉴于无锡新锡澄路工程范围内淤泥质软土,通过试验及数值模拟从强度和变形2个角度对比分析了水泥土搅拌桩和水泥砂土搅拌桩2种方法的特性差异,研究得出:水泥掺量对水泥土的抗压强度有较大影响,且不同水泥掺量的水泥土抗压强度的差异随着养护龄期增加而增大;水泥土的抗压强度随着掺砂量的增加先增大后减小,在掺砂量为10%时,水泥砂土的抗压强度明显大于水泥土的抗压强度;通过FLAC3D软件模拟单桩在荷载下的沉降,得出在较大的荷载下,水泥砂土搅拌桩的沉降量小于水泥搅拌桩。     

劲芯水泥土桩单桩竖向承载性能与破坏模式研究

劲芯水泥土桩是一种新型的复合桩,目前国内外对于劲芯水泥土桩单桩承载-破坏模式尚缺乏统一认识。基于相似理论,设计了室内劲芯水泥土单桩静载荷模型试验。采用反映桩体材料破坏后特征的应变软化模型,模拟室内单桩竖向承载模型试验过程。研究表明,相比于莫尔-库仑模型,应变软化模型能够更好地反映桩体材料破坏后的性状,模拟的破坏模式与试验结果接近。基于应变软化模型,讨论了芯长比、含芯率和端承条件对劲芯水泥土桩的竖向承载特性和破坏模式的影响。劲芯水泥土桩单桩竖向受荷时存在3种破坏模式:芯桩桩顶受压破坏、芯桩刺入外桩破坏、桩周土体破坏。采用现行规范中劲芯水泥土桩极限承载力计算方法进行对比分析,发现大部分工况下计算的承载力与数值模拟结果较为接近,但其适用性还需做进一步研究。     

不同外掺料对机制砂混凝土强度及和易性影响分析

分别采用矿粉、膨润土、偏高岭土取代部分水泥掺入到混凝土中,研究不同外掺料对机制砂混凝土和易性及抗压强度的影响。结果表明,掺入矿粉后,机制砂混凝土的流动性和粘聚性均提高;随着矿粉掺量的增加,机制砂混凝土的抗压强度先提高后降低,在矿粉掺量为10%时抗压强度最高。掺入膨润土后,机制砂混凝土的流动性、粘聚性和抗压强度均降低,和易性变差。掺入偏高岭土后,机制砂混凝土的坍落度、扩展度迅速降低,拌合物变得较为粘稠,工作性变差,但抗压强度迅速提高,偏高岭土掺量为20%时,机制砂混凝土的28 d抗压强度较未掺偏高岭土的提高56.8%。     

变径水泥土搅拌桩成桩质量的试验分析

变径水泥土搅拌桩是一种新型的地基处理形式,它针对传统水泥土搅拌桩存在的诸多弊端进行了相应的改进。本文采用标准贯入试验、水泥土芯样的无侧限抗压强度试验和电阻率试验分析了变径水泥土搅拌桩的成桩质量,结果表明：变径水泥土搅拌桩保证了桩体中的水泥掺入量,提高了水泥浆分布的均匀性,从而保证了桩身质量,特别是深部桩体的质量;电阻率能够较好地定量反映出桩体搅拌的均匀性,而且水泥土芯样的电阻率与无侧限抗压强度和标贯击数存在着很好的相关性,电阻率随强度的增大而增大。