聚丙烯纤维掺量对水泥土强度特性的影响研究

水泥固化土中掺入聚丙烯纤维,可以对土体强度进行一定的改良。本文以聚丙烯纤维掺量为研究变量,掺入0%、0.1%、0.2%、0.4%的9mm长纤维和15%水泥,制备纤维水泥土,通过无侧限抗压强度试验和常规三轴试验,分析了聚丙烯纤维掺量对水泥土强度特性的影响。试验结果表明:纤维水泥土的无侧限抗压强度随纤维含量的增加而增强,纤维含量对纤维水泥土无侧限抗压强度的提高效果很明显。28d龄期掺入0.4%纤维的水泥土,其无侧限抗压强度是不掺纤维水泥土的1.60倍。纤维的掺入能提高水泥土的峰值应力和增大破坏应变,并且随纤维含量的增加,水泥土的粘聚力逐渐增大,而其内摩擦角却变化不大。纤维水泥土在受压过程中,纤维的掺入能够为土体提供一定的拉应力,从而能在一定程度上阻止试样裂缝的开展。     

不同水泥基外掺剂固化广州南沙有机质软土的对比试验研究

以含5%腐殖酸的南沙重塑软土为研究对象,在水泥掺量为15%的基础上,分别添加石膏、矿渣、氢氧化钠、硫酸钠和萘系高效减水剂五种外掺剂,通过无侧限抗压强度试验和扫描电镜(SEM)分别研究不同外掺剂作用下固化软土强度特性及微观结构特征。试验结果表明:在水泥掺量为15%的基础上,固化效果最好的是外掺5%的石膏,其28 d强度达到0. 8 MPa,相比单掺水泥提高了2. 58倍,随后依次分别是外掺3%硫酸钠、0. 8%氢氧化钠、6%矿渣、1. 5%减水剂。SEM试验结果显示:在水泥基中掺入外掺剂后,南沙水泥土的孔隙度减小,其中外掺石膏孔隙最少,胶结最均匀。不同外掺剂固化后的南沙有机质软土28 d强度均高于0. 4 MPa。     

生蚝壳作为微生物固化砂土钙源的试验研究

微生物诱导碳酸钙沉淀（microbial induced calcium carbonate precipitation,MICP）是一种新兴的环保地基加固技术,使用该技术需消耗大量化学分析级试剂,如尿素、钙盐等,对环境等造成一定的不良影响。基于利用废弃资源的理念,选取厨余垃圾生蚝壳作为MICP固化砂土钙源,并与用硝酸钙、氯化钙作为钙源进行对比。通过无侧限抗压强度试验、渗透试验、碳酸钙质量分数测试、干密度试验和扫描电镜试验（SEM）等探讨该方法的可行性。试验结果表明,以生蚝壳为钙源的MICP固化砂柱的平均孔径最大,但其表观孔隙率最低,无侧限抗压强度、渗透系数、碳酸钙质量分数、干密度等物理力学指标均优于化学钙。SEM试验结果显示,不同钙源固化砂柱砂颗粒表面均有碳酸钙沉淀生成,生蚝壳钙源获得的碳酸钙沉淀晶体形态是表面比较粗糙,伴有微小孔隙的球体形态;硝酸钙获得的碳酸钙沉淀是介于球状和棱柱体之间的多棱角的簇状;氯化钙获得的碳酸钙沉淀呈现颗粒相互交错堆积的簇状。     

微生物固化花岗岩残积土耐崩解性能及抗冲刷性能研究

采用喷洒方式对花岗岩残积土进行表面处理并进行耐崩解试验和抗冲刷模型试验.结合扫描电镜观测和颗粒粒度分析等微观测试技术,研究了喷洒式微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbially?Induced?Calcium?Carbonate?Precipitation?,MICP)表面处理对花岗岩残积土的耐崩解性和抗冲刷性的改善效果...     

含腐殖酸水泥土的强度特性研究

因南沙有机质软土的不良工程性质常需使用水泥进行固化处理,软土有机质中对固化效果影响最大的是腐殖酸。本文以南沙重塑软土为研究对象,通过无侧限抗压强度试验分析了腐殖酸对水泥土强度特性的影响规律。结果表明:含腐殖酸的水泥土无侧限抗压强度随着腐殖酸含量的增加而降低,随着龄期和水泥含量的增加得到了提高。腐殖酸对于水泥土强度有明显影响,但随着腐殖酸含量的增加,其影响效果明显减弱;对于一定含量腐殖酸的水泥土,当水泥含量增加到一定程度后,强度会随着水泥的增加呈现较为明显的提高。     

基于等时曲线的软黏土弹黏塑性模型

软黏土的变形与时间密切相关,包括固结效应与蠕变效应两部分,两者相互作用共同影响着土体的变形及长期变形。在Bjerrum等时曲线理论的基础上,推导了一个能描述软黏土变形时效特性的弹黏塑性本构模型,将此模型代替一维Terzaghi固结理论中的线弹性应力–应变关系,并进一步考虑非线性渗流的影响,实现了一维条件下蠕变–固结的非线性耦合作用。本模型中共有8个模型参数,物理意义明确,均可通过室内试验简单获取,利用Crank-Nicolson有限差分格式在一定的边界条件下可对控制方程进行求解。为验证此模型的有效性,对室内一维K0侧限固结试验及Leroueil和Kabbaj的等应变率试验成果进行了模拟,理论计算值与试验结果能够较好吻合。     

超大管径PCCP输水管与钢管接驳口承载变形性状有限元数值模拟研究

PCCP管因具有长期稳定性能好的特点而被广泛应用于长距离引水供水工程中.依托工程实例,基于ABAQUS有限元分析软件,建立PCCP管段接头三维弹塑性有限元模型.随后分析PCCP输水管接驳处的应力分布情况,确定在管线改迁工程过程中,接驳口的变形及受力情况.结果表明,拔管施工过程中所需拉拔力为1600 kN;建议采取有效措...     

基于微生物诱导碳酸钙技术的软土地层微生物砂桩室内模型试验研究

微生物诱导碳酸钙沉淀技术（MICP）可有效地胶结砂土,基于MICP加固机理,研发了一套系统的微生物砂桩模型试验装置,进行了微生物砂桩的室内模型试验,探索了微生物砂桩的成桩效果,测试了其无侧限抗压强度,分析了微生物砂桩的可行性和有效性。研究结果表明：MICP技术可在软土地层中形成胶结良好的微生物砂桩,其整体性较好,无侧限抗压强度达235 kPa,破坏形态为半脆性破坏。     

一个基于细观物理机制的土石混合料抗剪强度理论模型

土石混合料是由多粒组矿物颗粒集成的多相天然地质材料,具有显著的跨尺度层次物质群体自然特征。为考虑不同粒组颗粒对土石混合料抗剪强度的影响,根据土石混合料变形时不同粒组颗粒的细观运动特征,将其划分为基体和块石两相复合材料。基于剪应力绕流效应和Eshelby-Mori-Tanaka等效夹杂平均应力原理建立考虑块石转动位移的土石混合料细观抗剪强度理论模型。制备不同块石含量的土石混合料工程原位试样进行3组现场大型直剪试验,分析块石含量对土石混合料抗剪强度的影响规律并确定模型参数。试验结果和理论研究均表明:块石显著影响土石混合料的变形特征且土石混合料的抗剪强度随块石含量的增加而增加。基体的剪应力绕流效应诱发块石产生转动抗力和基体出现应力集中而导致土石混合料在变形时比纯基体材料储存或释放更多的能量,是块石对土石混合料抗剪强度增益的细观物理机制。基于细观物理机制的土石混合料剪应力-剪切位移计算公式,初步验证了理论预测与试验结果的一致性。     

一个基于微观界面滑移效应的纤维加筋砂土抗剪强度理论模型

纤维加筋土是一种复杂的多相复合材料,其强度由内部多相物质的物性以及不同相物质间的耦合力学响应机制共同决定.为考虑纤维几何特征和力学特性对纤维加筋砂土抗剪强度的影响,根据砂颗粒之间以及砂颗粒与纤维之间相互作用产生的微观界面滑移效应,划分纤维加筋砂土的物质相以构造反映其内部材料特征信息的纤维加筋砂土细观胞元.基于细观胞元内...