不均質(zhì)體對水泥土強度特性的影響規(guī)律試驗

目前水泥土作為地基處理的一種方法,在國內(nèi)應用廣泛。本文取用粉質(zhì)粘土進行室內(nèi)配比試驗,采用立方體試模,測定7d、28d、60d、90d時試樣的無側(cè)限抗壓強度,研究水泥摻量及粉煤灰摻量對水泥土強度的影響。

通過試驗對微硅粉水泥土的強度特性進行研究,分析不同微硅粉摻入比和齡期對微硅粉水泥土的無側(cè)限抗壓強度和變形影響特點,總結(jié)微硅粉水泥土的強度和變形的規(guī)律特點。試驗表明微硅粉對水泥土的早期強度影響較小,而對中后期強度有著較大的增強效果,而微硅粉的摻量6%是比較合適的。

淤泥的存在往往會構(gòu)成軟弱地基,工程中通常采用水泥土攪拌樁形成復合地基進行加固,但由于軟基情況復雜,有時單純水泥加固會存在強度過低,難以滿足工程需求的情況。對廣東某地區(qū)的淤泥土進行了固化試驗研究,探討了a、b、c三種固化劑單摻和復摻對淤泥水泥土的改良效果。試驗結(jié)果表明,在淤泥水泥土中摻入早強劑和低摻量的b固化劑提高固化土力學強度的效果最佳,固化劑摻量并非越高越好。

針對水泥土在土體加固中的廣泛應用,在綜合各種文獻的基礎(chǔ)上,本文重點探討了水泥土強度的若干影響因素。主要因素有土的天然含水率、土的物理性質(zhì)、有機質(zhì)含量、ph值、水泥摻入比、水灰比、水泥土含水率、齡期、養(yǎng)護條件,明確這些因素,有利于指導水泥土設計和施工從而達到預期目的。

該文將粉質(zhì)粘土、淤泥和粉砂等3種土體分別與水泥、氯化鈣混合制備水泥土試樣,測試其密度和無側(cè)限抗壓強度,以研究促凝劑對水泥土早期強度的影響。結(jié)果表明：水泥土重度比原狀土略大1%～5%。促凝劑氯化鈣能明顯提高水泥土早期強度,后者隨氯化鈣摻量增大而增大;齡期較低時,摻入氯化鈣,水泥土早期強度提高明顯,特別是齡期為3d時,強度可提高2～3倍;隨著齡期增長,強度提高幅度逐漸減小。水泥土早期強度隨齡期增長而增大,隨土體含水量增大而減小。土體種類對水泥土早期強度影響較大,粉砂制成的水泥土早期強度最高,粉質(zhì)粘土的居中,淤泥的最低。

以洞庭湖地區(qū)淤泥質(zhì)土為原材料,利用水泥加固軟土技術(shù)原理,通過室內(nèi)試驗,探討了水泥摻入比、含水率、含砂率、水泥標號、齡期對淤泥質(zhì)土水泥土強度的影響,結(jié)果表明水泥摻入比對水泥土強度有顯著影響,其他因素無顯著影響。

通過對不同有機質(zhì)含量的海相淤泥進行水泥土固化配方試驗，分析齡期、有機質(zhì)含量和添加劑對無側(cè)限抗壓強度的影響，通過研究發(fā)現(xiàn)：（1）水泥土的無側(cè)限抗壓強度隨著養(yǎng)護齡期的增長而提高，給出了以7d強度為基準的齡期為t時的強度預測公式；（2）隨著有機質(zhì)含量的增大，水泥土強度呈現(xiàn)逐漸遞減的趨勢，兩者之間近似呈線性關(guān)系；（3）添加8％粉煤灰后，水泥土無側(cè)限抗壓強度有了明顯幅度的提高。

文章通過對某沿海高速公路的軟土地基進行水泥攪拌樁固化試驗,測試其樁體水泥土的重度和無側(cè)限抗壓強度,分析水泥攪拌樁強度的影響因素,統(tǒng)計得到了以14d和28d強度預測90d強度的公式。研究結(jié)果表明:水泥土重度比未加固前約增加1.6%~6.1%,水泥土強度隨固化齡期和水泥摻量的增長而增大,隨土體含水量的增大而降低。

通過室內(nèi)實驗,探討水泥土在不同齡期,不同含水量,不同水泥與粉煤灰配比條件下的抗壓強度的變化規(guī)律,確定水泥土中的水泥粉煤灰的最佳配比。

工程實踐發(fā)現(xiàn)水泥固化軟土受土體腐殖酸成分的影響。當前,土體腐殖酸組分對水泥土固化影響已成為巖土工程研究的重要課題之一。通過在實際工程采樣對水泥加固土腐殖酸組分進行定性、定量對比試驗分析,以研究不同水泥摻量、不同地域水泥固化土腐殖酸組分的影響效果。試驗結(jié)果表明:由紅外光譜(ir)試驗表現(xiàn)在水泥環(huán)境中胡敏酸組分的羧基量增多,水泥土陽離子交換量(cec)隨水泥摻量增加而增大;在5%、10%、20%水泥摻入比之水泥土中,由灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果證實,富里酸組分對水泥土無側(cè)限抗壓強度影響效果較強。水泥土腐殖酸組分可與水泥產(chǎn)物ca2+、ai3+反應,在水泥土環(huán)境生成鈣、鋁鍵等復合體,它們可能影響水泥水解水化反應,削減水泥所能達到的固化效果。

采用電子探針、x射線衍射、掃描電鏡等研究方法,分析了鋼渣粉的化學成分、礦物組成及微觀結(jié)構(gòu),結(jié)果表明鋼渣粉具有膠凝潛力。把鋼渣粉作為淤泥質(zhì)水泥土的外摻劑,制備鋼渣粉淤泥質(zhì)水泥土試塊,通過無側(cè)限抗壓強度試驗研究鋼渣粉摻入比對淤泥質(zhì)水泥土無側(cè)限抗壓強度的影響。試驗發(fā)現(xiàn)在水泥摻量和齡期相同的條件下,隨著鋼渣粉摻量的增加,水泥土試塊的無側(cè)限抗壓強度先增后降,當控制好鋼渣粉摻量時,可以有效提高淤泥質(zhì)水泥土的強度。最后,在結(jié)合試驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,從理論上分析了水泥和鋼渣粉加固淤泥質(zhì)土的作用機理,為鋼渣粉在水泥土中的應用提供了理論依據(jù)。

水泥土強度是軟土地基處理設計中的一項重要指標。它受土性、水泥摻入比、水泥漿水灰比、外加劑、齡期等諸多因素的影響。本文通過改變水泥摻入比、水泥漿水灰比拌制一系列水泥土,測定其強度,分析了水泥摻入比、水泥漿水灰比以及新配制水泥土含水量對水泥土強度的影響,提出在水泥土配合比設計過程中應考慮新拌制水泥土稠度(水泥土含水量)的控制,選擇適宜的水泥摻入比和水泥漿水灰比,使水泥土強度符合工程設計要求。

淤泥質(zhì)酸性土水泥土強度試驗研究——水泥攪拌樁加固有機質(zhì)含量較高和呈酸性的土層時，我國規(guī)范建議采用現(xiàn)場試驗的方法。通過深層攪拌法加固太湖應天河工程富含有機質(zhì)的淤泥質(zhì)酸性土地基的多組現(xiàn)場水泥土強度試驗，分析了淤泥質(zhì)酸性土中影響水泥土強度的各種因素...

環(huán)境污染導致地下水含有大量腐蝕性污染物,嚴重影響水泥土地基的強度和耐久性。將水泥土試塊浸泡在不同濃度硫酸溶液中不同齡期模擬硫酸污染,通過測試水泥土電阻率、孔隙水電阻率以及無側(cè)限抗壓強度,來研究硫酸污染對水泥土電阻率特性的影響。研究表明,水泥土和孔隙水電阻率均隨著濃度的增加而減小,均隨著齡期的增加而增大;結(jié)構(gòu)因子隨著齡期和濃度的增加而增大;無側(cè)限抗壓強度隨著水泥土電阻率的增加而增大。建立了預測任意溶液濃度和齡期的水泥土電阻率公式。

水泥土的變形和強度特性是影響水泥土攪拌法形成的復合地基沉降和承載力的重要因素,通過對不同摻入比和齡期水泥土變形和強度的室內(nèi)試驗研究,揭示南京地區(qū)水泥土的變形特征和強度規(guī)律,并得出水泥摻入比和齡期對水泥土變形和強度的影響規(guī)律,提出\"強度增長的臨界齡期\"的概念。

為了改良水泥土,提出將土、橡膠粉、水泥等強制攪拌形成新型水泥土復合體—橡膠水泥土(rcs)。通過對橡膠水泥土應力-應變曲線、無側(cè)限抗壓強度的試驗測試,得到了水泥摻量、橡膠粉摻量、橡膠粉粒徑等因素對橡膠水泥土強度的影響并分析了內(nèi)在機理。橡膠水泥土的應力-應變曲線發(fā)展基本經(jīng)歷彈性、彈塑性及塑性3個階段,峰值應變高于水泥土。橡膠水泥土強度隨著水泥摻量的增大而提高,隨著橡膠粉摻量的增加而降低;粒徑對橡膠水泥土強度的影響與水泥摻量有關(guān),可能存在最優(yōu)粒徑問題。試驗表明橡膠粉在水泥土中充當軟性彈性體的作用,能夠緩和內(nèi)部原生裂紋的發(fā)生與擴展,因而改善和提高水泥土的塑性變形性能。

通過三軸不固結(jié)不排水蠕變試驗對溫州軟黏土加入水泥制成的水泥土進行蠕變分析,探究水泥軟黏土在不同圍壓、水泥摻入比、海砂摻量下,不同應力水平對水泥土變形特性的影響,結(jié)果表明:水泥土三軸蠕變試驗曲線呈衰減、穩(wěn)定和加速三個階段特征,且加速蠕變瞬時發(fā)生;在相同的應力水平下,圍壓越大,水泥摻入比越大,水泥土試樣應變量越小,破壞應力越大;摻砂可以縮減長期荷載作用下的應變幅值,對實際工程有利.提出一種更加簡便的經(jīng)驗擬合公式,對水泥土蠕變試驗數(shù)據(jù)進行擬合,擬合度較高,由此建立了適用于水泥軟黏土的非線性蠕變模型.

水泥土三軸疲勞特性試驗研究——采用載荷控制、三角波動態(tài)載荷對水泥土進行三軸疲勞試驗，得出水泥摻量、加載頻率和循環(huán)周數(shù)對水泥土疲勞特性的影響規(guī)律?！　?/p>

工程地基加固效果受到土體腐殖質(zhì)的影響。根據(jù)國內(nèi)外腐殖質(zhì)現(xiàn)有研究方法,開展不同水泥摻入比、不同地域水泥土對比試驗,用灰色關(guān)聯(lián)理論方法對腐殖質(zhì)成分(ha、fa)、顆粒粒徑對水泥土抗壓強度影響效果的分析。結(jié)果表明:因水泥膠結(jié)作用而導致腐殖質(zhì)松結(jié)態(tài)存量較小、穩(wěn)結(jié)態(tài)存量增大,由灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果表明,穩(wěn)結(jié)態(tài)富里酸較胡敏酸影響效果較大,水泥土顆粒小于0.1mm的粒徑越小,對水泥土抗壓強度影響效果愈強,富里酸和小于0.1mm顆粒是水泥土強度影響關(guān)鍵因子。腐殖質(zhì)成分(ha、fa)與水泥固化劑相互作用,可減弱腐殖質(zhì)對水泥固化土強度的影響效果。

通過對某液化氣碼頭工程水泥土加固體的室內(nèi)配比試驗,探求水泥土的工程特性、其強度隨水泥摻入比和齡期變化的增長規(guī)律,討論不同水泥品種和水灰比及外摻劑對水泥土強度的影響程度,最后給出一種較為合理的配比方案和強度試驗指標。為工程的設計和應用提供了可靠的工程依據(jù),并對類似工程的加固具有一定的參考價值。

選取納米硅作為水泥土的外摻劑,在大量試驗的基礎(chǔ)上,深入地研究了納米硅水泥土的強度和變形特性。試驗結(jié)果表明,納米硅對水泥土強度的增強作用明顯,對強度而言存在一合理的摻量范圍,并應用正交試驗和方差分析方法定量地分析了各影響因素對強度的貢獻大小。最后討論了水泥土的破壞應變、變形模量等指標與圍壓、抗壓強度間的關(guān)系和統(tǒng)計規(guī)律

利用土體流變試驗機對溫州地區(qū)水泥土進行了流變試驗,研究結(jié)果顯示:水泥土具有較強的流變性,水泥土的流變特性隨軸向應力水平的增大而加劇;同一圍壓下,軸向應力水平越大,應變速率也越大;水泥土的瞬時變形非常顯著;隨著圍壓的增大,流變變形有減小的趨勢,圍壓對水泥土的流變變形起限制作用.水泥土的流變特性可以采用經(jīng)驗模型和三維burgers模型進行描述.對水泥土的電鏡照片進行分析,發(fā)現(xiàn)水泥土內(nèi)部存在著許多裂紋、孔隙等初始損傷.隨著應力水平提高,水泥土體內(nèi)部出現(xiàn)新的損傷;應力水平越大,持續(xù)時間越長,損傷積累越多,因此水泥土流變特性隨應力和時間增加而加劇,穩(wěn)態(tài)速率增加.