硫氧镁水泥复合固化剂加固淤泥质土的试验研究

针对淤泥质软土含水量高、强度低、有机质含量高的特点,以节能、环保的硫氧镁水泥为主固化剂,开展镁质水泥复合固化剂加固淤泥质土的室内试验研究。首先通过分析有机质、含水量及镁质水泥掺量对淤泥质土固化效果的影响,确定硫氧镁水泥固化软土试验的基准配比,再通过双掺试验确定水玻璃、熟料和硅灰作为复合固化剂的外加剂。然后,以固化土的7d无侧限抗压强度为评价指标,设计三因子五水平的中心组合试验,结合响应面法研制了最优硫氧镁水泥复合固化剂TZ18,最后通过电镜扫描技术分别对普通硅酸盐水泥固化土、硫氧镁水泥固化土以及TZ18固化土的微观结构进行对比分析,结果表明:与同一龄期下的前2种固化土相比,TZ18固化土生成的水化产物更多,颗粒间联结更强,微观结构特性更稳定。     

矿渣-水泥固化碱渣土的工程特性

以天津港北疆港区的废弃碱渣为研究对象,提出了利用高炉矿渣微粉(GGBS)、水泥对高含水率碱渣进行固化处理的方法,并对基于模糊评价法得到的优选配合比固化碱渣土的压缩特性进行了研究.结果表明:同等固化剂掺量下,混掺固化剂的固化碱渣土的强度要高于单掺固化剂的固化碱渣土;基于优选配合比(3%水泥+8%GGBS)的固化碱渣土压缩系数及压缩指数随龄期的延长不断降低,而结构屈服应力不断增大.固化碱渣土的压缩性能在屈服前后变化很大,建议工程中应确保上部荷载不能超出其结构屈服应力,以免发生突然破坏.     

水泥改性淤泥固化土的土—水特性

采用基于非饱和瞬态流理论的TRIM系统,量测了改性淤泥固化土的土—水特征曲线(SWCC),分析了压实度、养护龄期和水泥掺量等因素对其SWCC的影响,并根据改性淤泥固化土SWCC的试验结果,分析了与初始孔隙比相关的SWCC模型参数预估模型,进而建立了考虑压实度和水泥掺量影响的改性淤泥固化土SWCC模型,通过分析不同影响因素下的SWCC,验证了所提出SWCC模型的合理性。     

水泥固化锌污染黏土的压缩特性试验研究

通过压缩试验对不同水泥掺量、不同锌离子浓度的水泥固化污染土的压缩特性进行研究,分析水泥固化锌污染土的固结屈服应力py'、压缩指数Cc与水泥掺量和锌离子浓度的关系;引入评价天然重塑黏土固有压缩特性的孔隙指数Iv,对压缩试验结果进行正规化处理,进一步探讨不同水泥掺量下不同锌离子浓度污染土的压缩特性。结果表明,锌离子浓度对于水泥固化污染土的压缩特性和结构性具有显著影响。锌离子浓度越高,水泥固化锌污染土的结构性越差,固结屈服应力py'和压缩指数Cc越低。     

水泥固化高含水量淤泥收缩性研究

玉环地区海洋河道疏浚产生大量的淤泥,水泥基固化淤泥往往存在较为严重的收缩和开裂现象,对工程的强度和稳定性等有较大影响。采用水泥固化淤泥方法研究固化物的收缩特性。选取玉环地区高含水量疏浚淤泥,研究了淤泥初始含水率、养护龄期和水泥添加量对固化淤泥收缩性的影响。结果表明收缩性随着初始含水量的增加而增加,随着水泥添加量的增加而减小,随着龄期的增加而增加;强度随着初始含水量的增加而减小,随着水泥添加量的增加而增加,随着龄期的增加而增加。实验结果对工程实践具有一定的借鉴指导意义。     

氟石膏基胶结材固化淤泥质软土性能研究

采用氟石膏基胶结材(FB)、生石灰(LM)及水泥(PC)固化淤泥质软土,并开展了不同养护龄期下固化淤泥p H值、无侧限抗压强度和含水率等性能测试。结果表明,掺FB、LM和PC固化淤泥含水率随着龄期延长呈现幂函数下降趋势,掺FB后固化淤泥含水率降低程度更突出。同一龄期,FB固化淤泥无侧限抗压强度远高于LM和PC,而其p H值也低,环境污染风险相对较低。SEM分析表明,原状淤泥颗粒呈现大块状,FB固化淤泥中细小颗粒最多,大块颗粒少,结构更稳定。     

稻壳灰-水泥固化淤泥土力学特性及微观机理研究

我国许多地区河道湖泊环境受损,淤泥淤积速度加快,淤泥质软土地区易发生严重的地基或边坡失稳,通过固化/稳定化技术对淤泥土进行资源化利用具有重要意义。提出利用稻壳灰和水泥进行淤泥固化处理,通过无侧限压缩试验、三轴固结不排水试验评价固化土力学特性;并结合核磁共振、X射线衍射和电子显微镜扫描试验,分析稻壳灰掺量对固化土孔隙尺寸、矿物成分、微观形貌的影响规律,揭示稻壳灰-水泥固化淤泥土的机理。研究表明：稻壳灰能显著提高固化淤泥土强度,稻壳灰-水泥土强度随稻壳灰掺量的增加先增后减,随龄期的增长而增加;当水泥掺量8%时,稻壳灰最优掺量为15%,稻壳灰-水泥土应力应变曲线为应变软化型,抗剪强度参数随着养护龄期增大而增大。稻壳灰-水泥土养护28d试样的XRD图中出现水化硅酸钙(CSH)衍射峰,而T2分布曲线中大孔峰值及面积明显降低,同时观察到SEM图中大量网状水化硅酸钙凝胶,该凝胶能够起到填充土体孔隙、联结土颗粒的作用。     

高含水量淤泥的固化试验研究

采用杭州某河道疏浚淤泥、工业废料粉煤灰、石膏和水泥进行固化试验,共10个试验组,每组都加入40kg／m2的水泥,一组对照组添加水泥,其余添加量分别为水泥量1倍、3倍、6倍的粉煤灰,以及水泥量10％、20％、30％的石膏,采用3、7、14、28d龄期自然养护条件下固化淤泥的无侧限抗压强度及SEM、XRD等方法对固化土进行分析。试验结果表明,随着龄期增长,样品强度增加;同样的石膏量下,粉煤灰越多,样品强度越高;同样的粉煤灰量下,石膏量越多,样品强度越高;石膏对试样的早期强度起了一定程度的影响。并利用XRD在矿物学上以及用SEM在微观结构方面对固化机理进行了解释。研究结果对用高含水量淤泥固化处理工程实践具有一定的指导意义。     

ISS—水泥联合固化淤泥的微观机理研究

采用离子土固化剂(ISS)、水泥、碱化剂NaOH对福建宁德海相淤泥进行单掺、复掺、碱化复掺等不同方式的化学固化。在对固化前后的淤泥样品开展无侧限抗压强度、24h固结压缩等力学试验的基础上,通过SEM、XRD、XRF等微观测试,分析不同固化方式下淤泥的固化效果;研究不同形态酸、碱固化剂相互作用的定性和定量关系;探讨ISS—水泥联合固化淤泥的微观机理。试验结果表明:在相同水泥掺量下,NaOH碱化ISS—水泥联合固化淤泥效果优于单掺水泥固化淤泥效果,且二者都好于酸性ISS—水泥联合固化淤泥的效果。     

盐城滩涂固化土强度特性试验研究

盐城滩涂面积广袤,并且每年淤积大量淤泥,有着丰富的滩涂资源。将滩涂淤泥固化处理后,用于各类填土工程,具有重要意义。本文开展了盐城滩涂固化土强度特性研究,通过无侧限抗压试验,分析了水泥掺量、含水率、龄期等因素对盐城滩涂固化土强度特性的影响。研究结果表明:盐城滩涂固化土的抗压强度随水泥掺量和养护龄期的增加而增加,随土样含水率的增加而降低,强度增长主要发生在28 d前,达到90 d强度的85%;E_(50)与抗压强度之间呈线性变化关系,通过数据拟合,获得两者之间的定量关系为E_(50)=32q_u。本文的研究成果可为盐城滩涂固化土用于各种填土工程提供理论与设计依据。     

考虑胶结作用的木质素固化粉土边界面塑性模型

为研究木质素固化粉土的应力–应变特性,通过无侧限抗压强度试验和微观结构分析,探讨木质素固化土的胶结特性。基于边界面塑性理论,引入硬化参数、应力剪胀参数和胶结破坏速率等参数,提出考虑胶结作用的木质素固化土边界面塑性模型,采用非相关联流动法则和改进映射法则描述土体的不同破坏模式,并阐述模型中各参数的意义及计算方法。根据室内固结试验和三轴压缩试验,对木质素固化粉土的应力–应变、应力剪胀和超孔隙水压力变化特征进行分析,并验证了本文所提模型的有效性。研究表明:木质素产生的胶结作用是土体工程性质改善的主要原因之一;12%掺量木质素固化土屈服应力和不排水抗剪强度较素土分别提高约90%和40%,高、低围压下土体应力剪胀特性不同,围压对超孔隙水压力的变化影响较大;通过试验验证了模型计算的准确性,该模型可描述土体在不同受力状态下的应变特征,具有原理简单,参数明确的特点,可为固化土应力–应变的数值计算提供相应的理论基础。     

Influence of Curing Stress on One-Dimensional Yielding of Cement-Admixed Bangkok Clay at High Water Content

The influence of curing stress on the one-dimensional compression characteristics of cement-admixed clay at high water content is investigated by oedometer tests, with special attention paid to the primary vertical yield stress. From the test results, the stress acting during the formation of cementation plays an important role in the one-dimensional compression characteristics of cement admixed clay. The stress compresses the treated clay and results in an increase in the vertical yield stress. For the cement-admixed clay studied, the effect of the curing stress inherently reflects on the after-curing void ratio. Therefore, the primary vertical yield stress in one-dimensional compression is a function of the after-curing void ratio and the ratio of the clay water content to the cement content ratio.     

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...     

固化剂加固温州淤泥的物理力学性质研究

为了提高温州淤泥的强度,对淤泥进行资源化利用,采用固化剂对淤泥进行室内固化试验,探究在各掺量固化剂作用下,淤泥的各项物性指标的变化;同时,在现场对淤泥展开固化试验研究,以静力触探试验和平板荷载试验评价固化淤泥的承载力,探究在实际工程中固化剂对淤泥的固化效果。室内试验结果表明:当固化剂掺量超过4%后,淤泥的压缩系数明显降低,土体的工程性质得到有效改良;当固化剂掺量为8%时,养护28 d后,固化淤泥的黏聚力和内摩擦角分别为216.25 kPa和28.6°。现场静力触探试验表明:固化剂掺量在4%~8%时,固化淤泥的承载力特征值为121.52 kPa~146 kPa;平板荷载试验对土体的承载力检测结果在整体上要高于静力触探试验检测结果。在对温州淤泥进行资源化利用的实际工程中,4%~8%固化剂掺量可以作为一个有效的参考。     

湿排粉煤灰固化强度试验研究

通过对海水湿排粉煤灰、水泥固化粉煤灰进行室内无侧限抗压强度试验和三轴压缩试验,以及对海水湿排固化粉煤灰材料强度形成机理分析,得到了水泥固化海水湿排粉煤灰基本力学性质及指标．通过设计试验对不同龄期、水泥固化剂掺量及养护条件影响因素进行分析,得到水泥固化海水湿排粉煤灰在不同条件下的强度变化规律．试验结果表明,水泥固化海水湿排粉煤灰具有良好的稳定性和耐久性,拌和固化混合料强度随龄期稳定增长,随水泥掺量增加强度提高．该试验研究对挡土结构、路基加固及地基处理等工程应用有重要的理论与实践研究价值．     

水泥固化法处理重金属污染土的强度特性研究

通过室内无侧限抗压强度试验,对水泥固化稳定后的重金属镍污染土的强度特性进行了研究,并对不同镍离子浓度、水泥掺入量和龄期对水泥固化土强度特性的影响进行了分析,对比分析了不同重金属离子对水泥固化土强度特性的影响,最终得到了水泥固化土强度预测公式。     

一个基于细观结构的粗粒料弹塑性本构模型

针对粗粒料的剪胀特性和强度非线性,在经典弹塑性理论框架内,建立了一个基于细观结构的粗粒料弹塑性本构模型。模型采用基于颗粒材料细观结构变化推导得到的屈服函数,在此基础上由非相关联流动法则得到的剪胀方程,结合粗粒料典型的三轴压缩试验结果,引入一种无黏性土的压缩模式,构造了能够统一描述粗粒料剪胀、剪缩特性的硬化参数。阐述了由常规三轴试验和等向压缩试验确定模型全部7个参数的方法。对3种粗粒料三轴压缩试验结果进行了预测,预测结果与试验结果吻合良好,说明模型能够合理地反映粗粒料的应力变形特性。     

应力路径对天然沉积土压缩特性影响的试验研究

工程中如何考虑复杂应力路径对地基土压缩性状的影响是岩土工程中一个关键的问题。然而目前土体压缩性状的研究通常采用一维压缩和三向等压压缩试验,没有考虑应力路径的影响。通过对天然沉积土进行不同应力路径下的GDS三轴压缩试验,研究不同应力比对天然沉积土压缩性状的影响规律。结果表明：不同应力路径下天然沉积结构性土的平均结构屈服应力和结构屈服后的压缩性参数均先随应力比的增大而增大,达到最大值后又随着应力比的进一步增大而减小。通过对比分析不同应力路径下的GDS三轴压缩屈服性状与一维压缩屈服性状,得出天然沉积土的静止土压力系数在屈服过程中并非常数,而是呈现由小到大的变化,在屈服后趋于恒定。     

固化粉煤灰抗压强度试验及固化机理研究

将具有优异性能的固化剂作为外掺剂应用于粉煤灰的固化研究。通过室内无侧限抗压强度试验,探讨了固化剂掺入比和龄期对固化粉煤灰强度的影响规律;通过固化粉煤灰X射线衍射（XRD）试验,研究了固化粉煤灰各组分在强度形成过程中的变化规律;通过扫描电镜（SEM）测试,分析了固化粉煤灰的微结构特点及微结构形成过程;在分析粉煤灰-石灰体系反应基本原理的基础上,提出了固化粉煤灰的固化机理,该研究将为固化粉煤灰在工程中的进一步应用奠定理论和试验基础。