基于生物酶改良膨胀土的试验研究

采用新型实用生物酶固化技术,对娄底至益阳高速公路路基膨胀土开展了物理性质、胀缩性质、强度性质的试验研究。试验结果表明:经过生物酶改良的改性膨胀土的液限、塑限和塑性指数均有所降低,但效果不明显,而其膨胀性指标:自由膨胀率、无荷膨胀率和50k Pa下有荷膨胀率显著降低。生物酶改性膨胀技术能提高土体的抗剪强度且效果优于掺石灰改性膨胀土技术。通过试验得到的生物酶改性膨胀土的最佳酶水质量比为1∶300。     

生物酶改良膨胀土的压缩特性

为探究生物酶改良膨胀土压缩特性,通过一维固结试验,研究了生物酶、石灰、水泥改良膨胀土体孔隙比、压缩系数、单位沉降量与荷载变化规律。探讨了固结压力对生物酶、石灰、水泥改良膨胀土体压缩特性的影响。试验结果表明:生物酶、石灰、水泥改良膨胀土表现出不同的压缩性,主要反映在压缩曲线与压缩系数上;掺生物酶、石灰、水泥都能改善膨胀土的压缩性,其中,生物酶配比为1∶300改良膨胀土的压缩性最小;改良膨胀土的单位沉降量与荷载的关系可用幂函数来表示:si=bpai。     

合肥重塑膨胀土三向应力–应变规律探讨

以合肥重塑膨胀土为研究对象,运用改进的"三向胀缩仪"开展一系列不同初始含水率与干密度的三向膨胀力试验,以及控制竖向与侧向应变的下的膨胀力试验,旨在了解膨胀土三向应力–应变的规律。研究结果表明:(1)水平膨胀力与竖向膨胀力的比值均小于1,也即竖向膨胀力总是大于水平膨胀力,且水平膨胀力与竖向膨胀力比值R0随着试样初始含水率与干密度的不同而不同,变化范围为0.525~0.904。(2)在相同的初始含水率下,R0会随着干密度的增大而增大,这说明,随着试样干密度的增大,土样的各向异性特性减弱。(3)控制竖向变形的膨胀力变化曲线与控制侧向变形的水平膨胀力曲线变化趋势相似,同样是微小的形变就能导致膨胀力的大幅减小,并且应变越小时,膨胀力衰减速率越快。     

非饱和石灰改良膨胀土应力松弛试验研究

非饱和石灰改良膨胀土应力松弛过程具有时间依赖性。通过应用非饱和三轴应力路径试验,系统研究不同加载方式、应变水平和应变速率的前期荷载对非饱和石灰改良膨胀土的应力松弛特性的影响规律。试验获得的应力松弛曲线形态基本相似,均为不完全松弛;对于前期荷载采用相同应变速率预加的应力松弛试验,应力松弛稳定历时随着预加应变水平的降低而增长,而松弛稳定曲线段对应的偏应力则随着预加应变水平的增大而降低;对于预加应变水平相同的松弛试验,应力松弛中初始偏应力值和松弛初始变化速率随着前期荷载加载速率的增大而增大;分级应力松弛过程中,试样破坏呈现累积损伤效应,且各级加载后的体积变化规律不同,并与应力松弛过程不同步,非饱和石灰改良膨胀土应力松弛过程中体积应变增长呈现出突变的特点。     

土的应力–应变路径若干问题描述

0引言试验中的土样或建筑地基中的土单元,在实验荷载变化或建筑物兴建过程中,其应力和应变将随之发生变化。众所周知,对于完全弹性体,其应力和应变关系符合广义虎克定律,且其间的关系只决定于材料本身的特性,而不随应力的变化而变化,即应力和应变总是一一对应,亦即材料的变形形状只取决于初始和最终的应力状态,与加、卸荷过程无关。但对于土这种具有内摩擦强度特性的弹塑性材料来说,其变形性状不仅取决于初始和最终的应力状态,而且与应力和应变状态变化的方式以及加、卸荷的历史有关。因此,工程上常用应力和应变路径来描述土单元在其整个加…     

碎石改良膨胀土膨胀特性实验研究

掺碎石改良膨胀土在实际工程中已有应用,但常规固结仪尺寸有限,少有定量的研究。本文采用自制大型固结仪对碎石改良膨胀土进行实验研究,研究不同初始含水率和不同碎石掺量下,膨胀土的无荷膨胀率和膨胀力的变化。实验结果表明:初始含水率与碎石掺量都对改良膨胀土的效果有明显影响;碎石掺量一定的情况下,最优含水率时改良膨胀土的膨胀力、无荷膨胀率最小;初始含水率一定的情况下,随掺入碎石量的增加,膨胀力、无荷膨胀率逐渐减小,当碎石掺量超过25%时,膨胀力与膨胀率下降趋势减弱。中等强度膨胀土建议在最优含水率条件下掺碎石25%以达到较好优改良效果。     

膨胀土填料改良试验研究

结合合宁线肥东试验段工程实践，从改良前后土的颗粒分析、物理性质、水理性质、强度试验和土的膨胀性指标测定等入手，着重阐述了石灰改良膨胀土的效果。     

膨胀土化学改良试验研究

膨胀土问题是当今工程地质和岩土工程领域的重大问题之一。对于膨胀土的化学改良,除了石灰、粉煤灰、电石渣等传统材料外,液体类改良剂由于其优越的性能也正逐步受到人们的关注。但在国内,目前尚没有相对成熟的产品出现,仍处于不断的探索、试验阶段。本文在前人研究的基础上就低纯度(70%)十六烷基三甲基溴化铵(简称为1632)和十八烷基三甲基氯化铵(简称为1831)的改良性能进行研究,通过室内试验,筛选出效果良好的膨胀土改良剂,进行了一系列后续试验,研究了改良剂对于膨胀土强度、变形的改良效果。结果表明:两种改良剂对膨胀土的自由膨胀率、无荷膨胀率、强度都有较好的改良效果,在掺量达到1.5%时最优,而1831的改良效果要略好于1632。     

路基膨胀土改良试验研究

通过室内试验,分别研究了水泥、消石灰、固化剂3种改性剂对膨胀土的界限含水率、胀缩总率、CBR、无侧限抗压强度、7 d自由膨胀率以及耐水性能的影响.研究表明:①3种改性剂均能增大膨胀土的液限和塑限,但改良土的塑性指数没有明显变化;②改良剂都可明显提高膨胀土的CBR、无侧限抗压强度,降低胀缩总率和7d自由膨胀率,但消石灰的...     

阳离子型添加剂改良膨胀土研究

根据膨胀土颗粒表面的带电原理、膨胀土的胀缩机理,用自行研制的阳离子型添加剂对膨胀土进行改性,详细分析了改性膨胀土的改性机理,通过不同条件对改良后的膨胀土进行保养前和保养后的强度及水稳定性试验,并和素膨胀土进行了对比。试验结果表明:改良膨胀土的水稳定性大大优于素膨胀土,浸水后的强度高于对应素膨胀土;从添加剂的特性看,它对提高土体强度的作用不明显,但能大幅度地提高膨胀土的水稳定性;在加入添加剂的初期,土体的水稳定性不是很高,但随着龄期的增长,添加剂的作用愈加显示出来,并有良好效果。     

土的弹塑性应力应变关系的合理形式

土与金属材料不同的一个基本特性是平均压应力对偏应变以及偏应力对体应变之间的交叉影响。另外还有不少试验资料证明,土的塑性应变方向不是唯一的,而与加荷方向有关。为了考虑土的这些基本特性,文中提出了部分屈服面的新概念,并把传统意义上的屈服面称为整体屈服面。按照这一概念,体应变屈服面的屈服只引起塑性体应变,偏应变屈服面的屈服只引起塑性偏应变。基于这一概念建立起来的模式除了能反映塑性应变方向与加荷方向之间的依存关系外,还能说明土的剪胀-剪缩和硬化-软化现象,而且也符合依留辛的塑性假设和满足弹塑性边值问题的解的唯一性要求。文末针对正常压密粘土提出了一个具体的计算模式。     

剪胀土与非剪胀土的应力应变关系

本文提出了具有两组屈服面的新的应力-应变关系模型。它可用于剪胀土,也可用于非剪胀土。用这种模型所作的有限元分析表明,对于许多实际问题这种模型都是适用的。     

离子土固化剂改良膨胀土的机理研究

以河南安阳典型弱膨胀土为研究对象,分别对素土及离子土固化剂（Ionic Soil Stabilizer,简称ISS）改良土进行一系列的理化试验研究,通过标准吸湿含水率试验分析土体吸湿持水能力的变化;通过X射线衍射、傅立叶红外光谱测试、阳离子交换量及可交换阳离子成分测定、Zeta电位、比表面积,扫描电镜试验分析土体矿物组分、晶体结构、电化学性质及表面属性等反映土体胀缩本质因素的变化规律。试验结果表明：膨胀土经离子土固化剂处理后,吸湿持水能力下降,膨胀能力变弱,土样矿物成分未发生明显变化,但蒙脱石类矿物d₀₀₁晶层间距变小,层间水合度降低;通过离子交换,ISS置换出膨胀土体颗粒表面亲水性阳离子,促使土体阳离子交换量减小,可交换阳离子主要成分为Ca²⁺;改良土体ξ电位降低,土颗粒间连接力增强,比表面积减少。ISS改良机理可解释为通过离子交换,吸附,包裹等一系列复杂的表面物化反应,降低黏土矿物晶层间“水敏性”,改变土颗粒表面的双电层结构,促使结合水膜厚度减薄,从而降低了土体的膨胀性,水稳定性。     

土应力-应变关系转型曲线及参数研究

将土的三轴剪切试验测得的应力-应变关系分为硬化和峰值后软化两种类型,提出可以统一表示这两种类型的数学表达式以及阐述了表达式中参数的意义,对杭州粘性土在该表达式的基础上结合考虑前期固结压力pc,初步提出了一个能反映转型现象的应力-应变关系表达式,并指出应力-应变关系的初始切线模量应与前期固结压力PC有关。     

膨胀土的化学改良试验研究

通过对广西南宁南友路地段膨胀土进行了化学改良试验，选用多种化学药品对膨胀土进行化学改良试验，研究了改性材料的选择及掺入的最佳百分比，其结果对类似工程有指导意义。     

石灰改良膨胀土的试验研究

对石灰改良膨胀土的基本机理进行了详细的阐述,在此基础上,结合工程实践,选取典型工段,进行了石灰改良膨胀土的试验研究,结果表明：在工程实践中,应重点控制膨胀土的含灰率均匀。     

非饱和土的非线性应力—应变关系探讨

非饱和土的研究正日益受到重视，其本构关系则是当前研究的重点之一。非他和土是固、液汽三相复合介质，其本构关系包含着多方面的内容。本文仅对非饱和土的应力一应变关系进行探讨。一、理论基础近年来，笔者曾提出一个非他和土有效应力的理论公式：。＝。－N＋xN一月w）（1）k“x“7h：（2）“k”、～式中，。’、。、11。、尸w、x、y入”依次为有效应力、总应力、孔隙气压力、孔隙水压力、有效应力参数、孔隙率为n和孔隙率为sn的土体变模量，S为饱和度。式（2）赋与参数X明确的物理意义，并可由试验测定。应当指出：（豆）、（2）两式…     

基于分数阶微积分理论的软土应力–应变关系

 利用分数阶微积分理论提出等应变率加载情况下的软土应力–应变关系。关系式显示应力–应变之间呈乘幂函数关系。通过大量的常规(等应变率加载情况下)三轴试验验证基于分数阶微积分理论的软土应力–应变关系,同一种土的分数阶阶数 不随围压变化并能够反映土的“软硬”程度。试验发现,初始弹模与围压呈较好的线性关系。与邓肯–张模型相比,应力–应变的乘幂关系具有明确的理论基础,这一点与邓肯–张模型纯粹基于曲线形状相似的应力–应变双曲线假设形成鲜明的区别。创新点在于将软土看作介于理想固体和理想流体之间的物质进行研究,并用分数阶微积分理论给出应力–应变关系,这在以往的研究中都没有先例。     

基于相同石灰增量的改良膨胀土膨胀变形试验

为研究工程应用中石灰掺量的增加对于膨胀土膨胀变形量的影响,采用"二次掺灰"法,进行了掺量为0%、2%生石灰、2%生石灰+2%消石灰、2%生石灰+4%消石灰四种不同掺灰方法下膨胀土的自由膨胀率及干湿循环变形试验。试验结果显示,在石灰增量相同(2%)的基础上,土体膨胀变形量的变化不同,仅掺加2%生石灰对土体的膨胀变形影响不明显,当继续掺加2%的消石灰时,土体的膨胀变形量出现了明显的减小,在此基础上继续掺加2%的消石灰时,土体的膨胀变形减小,但减小的幅度明显变小。干湿循环试验结果显示,经过石灰改良后的膨胀土,在一定的干湿循环次数下仍然出现了膨胀变形现象。     

膨胀土改良技术研究进展

膨胀土由于具有不良的胀缩性质往往需要对其进行改良。膨胀土改良从作用机理的角度可以分为物理改良和化学改良。本文根据向膨胀土加入的材料和施工工艺,对物理改良进行分类,并分析了其特点、加固机理以及效果;阐述了化学加固机理以及加固效果。在此分析的基础上,对膨胀土改良技术的发展趋势及研究方法进行了展望,以供参考。