粉煤灰基地聚物固化盐渍土的工程特性与微观机制

为探索粉煤灰基地聚物对盐渍土的加固效果，对固化后的土体开展了力学性能和细微观结构的试验，从本质上揭示粉煤灰基地聚物对盐渍土的固化机理。结果表明:随着粉煤灰基地聚物掺量的增加，盐渍固化土的最优干密度下降，最优含水率上升;当掺量从0增至6%时，盐渍固化土的无侧限抗压强度增加了5.5倍，而当掺量为8%时的强度没有明显提升;盐渍土的孔径分布呈双峰分布，随着地聚物掺量的增加，孔隙体积逐渐降低;盐渍固化土的阳离子交换量随粉煤灰基地聚物掺量增加而提高，且与无侧限抗压强度呈现线性相关;在盐渍土中加入粉煤灰基地聚物使土颗粒间的孔隙收缩，黏结性和密实度增强，进而达到固化的效果。本研究成果为粉煤灰基地聚物在盐渍土地区地基加固工程中的设计与施工提供了参考。     

减水剂影响下水泥土力学与渗透特性研究

为了研究水泥土在外加剂作用下的强度与渗透特性,综合考虑含水率、水泥掺量、减水剂含量与粉煤灰掺量等因素的影响,基于正交设计方法进行一系列试验研究,得到了龄期为3 d、7 d和28 d时水泥土的无侧限抗压强度和渗透系数,以及各个因素对其影响的规律,并利用SPSS软件对它们之间的关系进行了拟合.试验结果表明:这4种因素对水泥土抗压强度及渗透系数影响的主次顺序均为:含水率→水泥掺量→减水剂含量→粉煤灰掺量.随含水率增加,水泥土抗压强度逐渐降低,渗透系数不断增大;而水泥掺量的影响趋势则与之相反;随试样中减水剂含量增加,其抗压强度和渗透系数分别呈下开口抛物线和"V"形变化,在实际工程中需根据相应工程目标并结合现场试验确定最佳掺入量;在水泥土中掺入适量粉煤灰对其强度无明显影响,但是可降低水泥土的渗透性,在龄期较短时更为显著.     

岩土胶结工程用复合环氧树脂胶黏剂的制备及性能研究

以高渗透改性环氧树脂、乙二胺、活性稀释剂、交联促进剂以及磺化油离子交换剂为主要原料,制备了一种适合岩土胶结工程用的复合型环氧树脂胶黏剂FHZ-2,并通过无侧限抗压强度实验和耐水性能实验对其综合性能进行了评价。实验结果表明,复合型环氧树脂胶黏剂FHZ-2的加量越大,养护时间越长,固化土试件的无侧限抗压强度值和水稳定系数就越大,而随着土样含水率的不断增大,固化土试件的无侧限抗压强度值则呈现出“先升高后降低”的趋势,并且随着浸水时间的延长,固化土试件的水稳定系数逐渐降低。当使用含水率为10%的土样时,在FHZ-2的加量为6%,养护时间为7d的条件下,固化土试件的无侧限抗压强度值可以达到2.65MPa,并且在浸水时间为48h时,固化土试件的水稳定系数仍能达到90%以上。复合型环氧树脂胶黏剂FHZ-2的加入,能够显著提高实验用土样的无侧限抗压强度和水稳定系数。     

铁水脱硫渣固化土基层材料力学性能研究

基于土壤固化技术，将铁水脱硫渣、高炉矿渣微粉、普通硅酸盐水泥与素土按一定比例拌和制备铁水脱硫渣固化土基层材料，通过击实、无侧限抗压强度、劈裂强度等试验对其性能进行测定，并分析物料掺量对铁水脱硫渣固化土力学性能的影响，结果表明：提高铁水脱硫渣掺量和降低矿渣微粉掺量均会使混合料最大干密度增大、最佳含水率下降；铁水脱硫渣固化土基层材料具有较好的力学性能，7 d无侧限抗压强度均大于6 MPa;当矿渣微粉掺量为40%时，铁水脱硫渣固化土基层材料达到力学峰值，道路基层强度最佳。     

掺入废弃混凝土颗粒的水泥复合土力学特性研究

为了研究水泥复合土在建筑垃圾处理中发挥的作用,设计了不同废弃混凝土颗粒掺入比,不同的水泥掺入比,制作了掺入无筛分废弃混凝土颗粒的水泥复合土试件,进行了无侧限抗压强度试验,研究了不同龄期下水泥复合土的无侧限抗压强度变化规律,运用SPSS软件建立了无侧限抗压强度的多元线性回归分析模型.试验结果表明,废弃混凝土颗粒掺量存在适宜区间,适宜区间随着水泥掺量的增加而向数轴右侧移动;加入过低掺量的废弃混凝土颗粒会降低水泥复合土的抗压强度,随着废弃混凝土颗粒掺量增加,废弃混凝土颗粒形成骨架支撑,使抗压强度上升;当掺入废弃混凝土颗粒超过适量值后,抗压强度反而降低;水泥复合土强度后期增长潜力大,在28~60 d龄期区间可维持0.14 MPa/d的高速增长.其研究成果可为水泥土拓展新的应用方向,提供有效解决废弃混凝土堆放问题的新思路和研究数据.     

季冻区粉煤灰加固路基土力学性能试验研究

为探究冻融循环作用对粉煤灰加固路基土力学性能影响,对冻融循环次数、含水率、粉煤灰掺量不同的盐渍土开展无侧限抗压试验和三轴剪切试验,研究冻融循环后土体的应力-应变曲线、无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角的变化情况。使用Design-Expert 8.0软件,研究冻融循环次数、粉煤灰掺量、含水率及各因素交互作用对盐渍土力学性质影响的显著性程度。结果表明:多次冻融循环后,盐渍土无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角均有下降,经历1~7次冻融循环时,土体各力学参数下降速率较快;随着粉煤灰掺量的增加,盐渍土的内摩擦角、黏聚力、无侧限抗压强度和抗剪强度呈现出先升高后下降的变化趋势。基于显著性分析理论,冻融循环次数与含水率的交互作用对盐渍土无侧限抗压强度和黏聚力的影响较为显著,粉煤灰掺量与冻融循环次数的交互作用仅对无侧限抗压强度影响较为显著。为提高路基土强度及抗冻融的能力,加快粉煤灰综合利用进度,根据软件和公式模拟结果,推荐在路基土中依据质量比掺加15%粉煤灰,并将经历7次冻融循环后压实盐渍土的力学指标作为工程设计参考值。     

水泥红粘土抗冻性的试验研究

本文模拟了对具有一定掺量水泥土进行了室内冻融循环试验,测试了不同水泥掺量的水泥土在不同冻融循环次数下的无侧限抗压强度,以及掺加Ca(OH)2的情况下水泥土的无侧限抗压强度。分析了在冻融循环条件下,不同水泥掺量及掺加Ca(OH)2对水泥红粘土的抗冻性能的影响。结果表明:经过冻融循环后,对于未经Ca(OH)2改良的水泥红粘土试样,应力-应变曲线峰值明显降低;经Ca(OH)2改良的情况下,应力-应变曲线峰值降低较小。     

胡敏酸对冲洪积黏性土强度影响的试验研究

为了探讨胡敏酸对冲洪积黏性土强度的影响效果,采用在冲洪积黏性土中添加胡敏酸配制不同胡敏酸含量的试样土,并控制土样试件的孔隙比与含水量.通过对养护时间为28 d和90 d试样进行无侧限抗压强度测试,分析试样土中胡敏酸含量对试样土无侧限抗压强度的影响,探讨其对试样土无侧限抗压强度影响的变化趋势.试验结果表明,随着胡敏酸掺入量的增加试样土无侧限抗压强度呈现出降低趋势,其峰值应力对应的应变逐渐降低;当掺入量在10％内逐渐增加时,其无侧限抗压强度快速下降,掺入量在10％ ～25％之间逐渐增加时,其无侧限抗压强度降速率明显减慢;在胡敏酸掺入量相同时,试样土的无侧限抗压强度随着养护时间的增长稍有增大的趋势;另外,随着胡敏酸掺入量的增加试样土触变性逐渐降低.     

纳米硅粉改良碱渣-矿渣固化淤泥的抗硫酸镁侵蚀性能

利用纳米硅粉对碱渣-矿渣固化淤泥抗硫酸镁侵蚀性能进行改良，对MgSO₄溶液浸泡后的固化淤泥试样开展无侧限抗压强度、核磁共振和X射线衍射试验，研究硅粉掺量、养护龄期、浸泡时间对固化淤泥强度的影响规律及其微观机理。研究表明：在标准养护条件下，当硅粉掺量为3%(质量分数)时固化淤泥试样的孔隙体积最小，无侧限抗压强度最大，生成水化铝酸钙等产物。在MgSO₄侵蚀环境下，标准养护7 d试样具有很好的抗侵蚀能力，当硅粉掺量为3%(质量分数)时固化淤泥抗MgSO₄侵蚀能力最好，无侧限抗压强度随浸泡时间的增加而增大；标准养护28和60 d时，固化淤泥抗MgSO₄侵蚀能力减弱。建立了固化淤泥无侧限抗压强度与硅粉掺量及浸泡时间的关系式，预测了最危险条件和最低强度。适量的纳米硅粉可增加固化淤泥中水化速度和程度，减少钙矾石的生成量及其不利影响，达到提高碱渣固化淤泥抗MgSO₄侵蚀性能的目的。     

流态固化土用无熟料胶凝材料的性能研究

流态固化土是近年来为提高市政、建筑工程狭窄空间回填质量而发展的一种新材料。本文采用钢渣粉、CFB脱硫灰、稻壳灰等多种低品质固废作为无熟料胶凝材料制备流态固化土,并对流态固化土的无侧限抗压强度、干燥收缩性能、重金属浸出性能、微观结构等开展相关试验。研究表明:采用无熟料胶凝材料制备的流态固化土,其拌合物流动扩展度和无侧限抗压强度可满足一般填筑工程的要求,硬化体的干燥收缩值明显低于同掺量的水泥固化土,且无重金属浸出毒性超标的风险;在多种固废协同作用下,土颗粒聚集成团,孔隙明显减小,絮状的凝胶与针棒状的钙矾石晶体相互交织,附着在土颗粒表面,联结土颗粒,使得固化土的强度显著提高。     

木质素磺酸钙对Pb2+污染土固化效果的研究

文中以受铅污染的杨凌黄土为研究对象,以木质素磺酸钙为改良剂,通过无侧限抗压强度试验、崩解试验和渗透试验,以及对土体浸提液的pH和电导率进行测试,揭示木质素磺酸钙对Pb²⁺重金属污染土稳定固化的效果。结果表明：随着木质素磺酸钙掺量的增加,固化土的无侧限抗压强度和水稳性均先增大后减小,渗透系数先减小后增大,pH值和电导率值均不断增大;木质素磺酸钙对Pb²⁺污染土改良的最佳比例范围是0.5%～1.0%,在此范围内,木质素磺酸钙对于提高污染土的无侧限抗压强度、水稳性以及减小土的渗透性均有明显效果。     

β-环糊精侧链对聚羧酸减水剂抑制蒙脱土的影响

采用水泥净浆和混凝土试验，详细研究了β-环糊精侧链对聚羧酸减水剂抑制蒙脱土负效应的影响。试验表明，与仅含有聚氧乙烯侧链的传统聚羧酸减水剂相比，蒙脱土对掺加含有β-环糊精侧链的聚羧酸减水剂水泥净浆流动度的负作用影响明显减弱；蒙脱土（1.0%，以砂质量计）存在时，为获得与无蒙脱土时相同的混凝土坍落度，β-环糊精类聚羧酸减水剂的掺量增幅减小，掺加β-环糊精类聚羧酸减水剂的混凝土抗压强度下降幅度减小。结合吸附试验分析，β-环糊精类聚羧酸减水剂抑制蒙脱土负效应能力的增强应归功于其侧链中的β-环糊精基团，β-环糊精基团具有中空筒状的刚性结构，其显著的空间位阻效应将阻止蒙脱土颗粒继续吸附其他β-环糊精类聚羧酸分子，进而提高聚羧酸减水剂抑制蒙脱土负效应的能力。     

PVA纤维参数对改性水泥土粘接摩阻载荷及抗压强度影响试验

为了提高隧道用水泥土的力学性能，选择P·O42.5硅酸盐水泥作为测试材料，掺入不同质量和直径参数的聚乙烯醇(PVA)纤维对其性能进行加强，并进行PVA纤维水泥土无侧限抗压强度实验。研究结果表明，PVA纤维水泥土主要形成了初期压实阶段、弹性变形、塑性变形和结构发生破坏4个阶段。PVA纤维水泥土从塑性破坏转变至塑性破坏的特点，获得了更优的延性。增加纤维长度时，无侧限抗压强度先上升再降低变化，纤维长度等于6 mm时改善了二者的粘接摩阻载荷，达到了最大无侧限抗压强度。纤维水泥土出现了无侧限抗压强度与纤维掺量正相关变化特征，纤维长度在6 mm以内时，0.75%是最优掺入量。研究开发了一种新的改性水泥土，对加强水泥土综合性能具有很好的应用价值。     

水泥固化铬污染土强度及浸出试验研究

为了解决重金属铬污染带来的土壤及地下水污染问题,以沈阳铬渣堆场污染土为研究对象,进行水泥固化重金属铬污染土中Cr(VI)和Cr(Ⅲ)试验研究,测定了水泥掺量、养护龄期、铬不同含量及价态对固化土体的无侧限抗压强度及淋滤特性影响.结果表明,水泥是Cr(VI)和Cr(Ⅲ)污染土的有效固化剂,水泥掺量以20%为宜;Cr(VI)和Cr(Ⅲ)对固化土强度都具有弱化效应,Cr(Ⅲ)弱化效应更明显;SEM图从微观上解释了水泥固化铬污染土强度的变化,该变化与无侧限抗压强度试验结果一致.     

固化淤泥土的干湿循环劣化特征

干湿循环作用将对固化淤泥土造成持续的侵蚀和劣化效应.基于无侧限抗压强度试验和固结试验等宏观试验方法,和电镜扫描分析、压汞孔隙分析和氮吸附孔隙分析等微细观分析手段,探索了干湿循环作用下固化淤泥土的宏观指标衰减规律和微细观侵蚀特征.宏观试验结果表明:经历18次干湿循环作用,固化淤泥土的初始孔隙比降低10％,无侧限抗压强度降低13％,弹性模量降低62％,破坏应变增加1.12倍,压缩模量减小32％.微细观分析结果表明:固化骨架被侵蚀成蜂窝状,固化骨架与填充其间的黏土颗粒发生剥离而产生微裂隙,黏土颗粒发生重组和扩容.固化骨架因为黏土颗粒的剥离和重组而失去支撑,是固化淤泥土干湿循环劣化的主要驱动来源.     

钢渣混合土基层材料制备及性能研究

以钢渣、矿渣为主要原料,采用土体固化技术制备新型道路基层材料-钢渣混合土.开展24组钢渣-土-矿渣微粉配合比试验,通过7d无侧限抗压强度测试确定钢渣混合土最佳配合比:50％钢渣+50％土并掺入占钢渣重量40％的矿渣微粉,其强度值可达7.19 MPa.在此基础上,对最佳配合比的钢渣混合土进行了体积安定性试验和无侧限抗压强度影响因素试验,发现钢渣混合土在90℃高温水浴激发下,90 d整体膨胀率仅为0.25％;其无侧限抗压强度随龄期增长而增大,随含水率增加呈先增后减,随压实度增加而增大,室温养护值略低于标准养护值,具有良好的水稳定性.SEM研究表明,钢渣混合土内部结构早期为单一混合料团聚体堆叠,随着龄期增长,逐渐衍变为团聚体与C-S-H凝胶片状网格结构相结合,使得土体结构更加密实.     

碱激发作用下海相软土固化研究

为提高工业废料电石渣、原状灰固化软土的作用效果,选择聚羧酸减水剂,硅酸钠、硫酸钠、三乙醇胺作为外加剂,采用无侧限抗压强度试验、X射线衍射、电镜扫描试验研究各外加剂间的协同作用。结果表明,0.1%质量分数的聚羧酸减水剂分别与3%(质量分数)硅酸钠、0.9%(质量分数)硫酸钠复配时能显著提高固化土强度,并确定硅酸钠与硫酸钠以1:1双掺的复合早强剂。通过正交试验确定出减水剂、复合早强剂与工业废渣复配的最优配比。7 d、28 d龄期时,掺入复合早强剂的工业废渣固化软土比未掺时的强度增幅可达47%、77%。7 d龄期时,减水剂的分散效应在固化土中起主导作用,28 d龄期时,复合早强剂碱激发作用下的火山灰效应则更加明显。     

腐植酸丙烯酸酯接枝共聚物土壤固化剂的制备及其应用研究

以丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)和苯乙烯(st)为主单体,利用腐植酸(HA)接枝,制得土壤固化剂PAAB和PAAH,对其进行结构表征和应用性能测试。结果表明：(1)合成乳液稳定,粒径分布均匀;(2)固化土/水接触角、静水中团聚体稳定性、抗冲刷性均有明显增强效果;(3)随着养护龄期和固化剂掺量的增大,固化土试样的无侧限抗压强度呈现增大的趋势。适量加入生石灰和水泥,可以提高无侧限抗压强度值。加入土壤固化剂PAAH能显著提高土样的抗水和抗压性能,在路基施工领域具有广阔的应用前景。     

CSH-蒙脱石界面能对水泥固化蒙脱土抗压强度的影响

为探明水化硅酸钙(CSH)凝胶-蒙脱石界面能对水泥固化蒙脱土无侧限抗压强度的影响，通过分子动力学模拟方法对蒙脱石和CSH结合界面区能量进行定量计算，并结合灰色关联度分析和X射线衍射(XRD)表征，讨论模型的正确性和偏差来源。研究表明：CSH-蒙脱石界面能由范德华力、氢键能与静电作用组成；CSH-蒙脱石界面能与水泥固化蒙脱土无侧限抗压强度具有较好的相关性，界面能随着水分子数增加而降低，随着蒙脱石层数增多而先减小后增大；通过调整水胶比及胶土比可使CSH-蒙脱石界面处斥力达到最大或引力达到最小，进而控制水泥固化蒙脱土无侧限抗压强度性能达到最优。     

CaO改性赤泥固化剂固化黄土的力学性能研究

为研究CaO改性赤泥固化剂固化黄土的力学性能,对不同赤泥掺量、不同养护龄期的固化土进行无侧限抗压强度测试,分析了强度随赤泥掺量、养护龄期的变化规律,提出了赤泥强化因子和龄期强化因子,揭示了无侧限抗压强度的变化机理.结果表明:随着赤泥的增加和养护龄期的增加,无侧限抗压强度逐渐增大;强度随赤泥掺量的增加符合二次函数变化,随龄期的增加符合线性变化规律;当赤泥掺量达到45％～60％时,强度在此区间达到最大值;应用赤泥强化因子和龄期强化因子分析,发现在28～90 d龄期且赤泥掺量为30％～60％时,强度相比水泥固化土可提高2.5～4倍.