微硅粉水泥土強(qiáng)度特性試驗(yàn)研究

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(xué)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(qiáng)度試驗(yàn)研究鋼渣粉摻入比對(duì)淤泥質(zhì)水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響。試驗(yàn)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(qiáng)度先增后降,當(dāng)控制好鋼渣粉摻量時(shí),可以有效提高淤泥質(zhì)水泥土的強(qiáng)度。最后,在結(jié)合試驗(yàn)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(jī)理,為鋼渣粉在水泥土中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

為了找出影響夯實(shí)水泥土強(qiáng)度的幾個(gè)主要因素最合理配比值,針對(duì)洛陽(yáng)地區(qū)黃土性粉質(zhì)粘土的土質(zhì)情況,通過對(duì)108組水泥土試塊無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)研究,定量地分析了夯實(shí)水泥土樁的最優(yōu)含水量、合理的水泥摻量和最佳的養(yǎng)護(hù)齡期。結(jié)果表明:夯實(shí)水泥土抗壓強(qiáng)度值隨著水泥摻量的增大而逐漸增大,水泥摻加一定量后其強(qiáng)度提高的趨勢(shì)將變緩,較為經(jīng)濟(jì)合理的水泥摻量應(yīng)在10%～15%之間;最佳養(yǎng)護(hù)齡期為前28天,這是水泥土強(qiáng)度增加的關(guān)鍵階段。該結(jié)論對(duì)土建工程設(shè)計(jì)及施工單位尋求更加經(jīng)濟(jì)、合理的施工配合比和參數(shù)提供了理論和試驗(yàn)依據(jù)。

將具有優(yōu)異性能的納米硅粉作為外加劑應(yīng)用于水泥固化土.基于室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果,分析了納米硅粉水泥固化土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度特性,給出了相應(yīng)的預(yù)測(cè)公式;探討了納米硅粉水泥固化土的變形模量變化規(guī)律,并對(duì)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系進(jìn)行了拋物線擬合分析.研究表明,摻加納米硅粉不僅能提高水泥固化土的中后期強(qiáng)度,而且能大幅度提高其早期強(qiáng)度.納米硅粉對(duì)水泥固化土的改性效果十分顯著.

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

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

納米硅水泥土強(qiáng)度研究和經(jīng)濟(jì)分析——在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立了納米硅水泥土抗壓強(qiáng)度與幾個(gè)主要影響因素間的關(guān)系模型，分析了幾種條件下納米硅摻對(duì)抗壓強(qiáng)度的貢獻(xiàn)和作用程度。在此基礎(chǔ)上，對(duì)納米硅水泥土在工程中的應(yīng)用進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)分析，結(jié)果表明：在維持現(xiàn)有水泥價(jià)...

為了改良水泥土,提出將土、橡膠粉、水泥等強(qiáng)制攪拌形成新型水泥土復(fù)合體—橡膠水泥土(rcs)。通過對(duì)橡膠水泥土應(yīng)力-應(yīng)變曲線、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)測(cè)試,得到了水泥摻量、橡膠粉摻量、橡膠粉粒徑等因素對(duì)橡膠水泥土強(qiáng)度的影響并分析了內(nèi)在機(jī)理。橡膠水泥土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線發(fā)展基本經(jīng)歷彈性、彈塑性及塑性3個(gè)階段,峰值應(yīng)變高于水泥土。橡膠水泥土強(qiáng)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(duì)橡膠水泥土強(qiáng)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(yàn)表明橡膠粉在水泥土中充當(dāng)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(kuò)展,因而改善和提高水泥土的塑性變形性能。

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

通過三軸不固結(jié)不排水蠕變?cè)囼?yàn)對(duì)溫州軟黏土加入水泥制成的水泥土進(jìn)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(yīng)力水平對(duì)水泥土變形特性的影響,結(jié)果表明:水泥土三軸蠕變?cè)囼?yàn)曲線呈衰減、穩(wěn)定和加速三個(gè)階段特征,且加速蠕變瞬時(shí)發(fā)生;在相同的應(yīng)力水平下,圍壓越大,水泥摻入比越大,水泥土試樣應(yīng)變量越小,破壞應(yīng)力越大;摻砂可以縮減長(zhǎng)期荷載作用下的應(yīng)變幅值,對(duì)實(shí)際工程有利.提出一種更加簡(jiǎn)便的經(jīng)驗(yàn)擬合公式,對(duì)水泥土蠕變?cè)囼?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)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(yàn)研究——采用載荷控制、三角波動(dòng)態(tài)載荷對(duì)水泥土進(jìn)行三軸疲勞試驗(yàn)，得出水泥摻量、加載頻率和循環(huán)周數(shù)對(duì)水泥土疲勞特性的影響規(guī)律?！　?/p>

利用動(dòng)三軸試驗(yàn)儀對(duì)溫州地區(qū)水泥土進(jìn)行了試驗(yàn),研究結(jié)果顯示:(1)水泥土試樣的動(dòng)應(yīng)力-動(dòng)應(yīng)變曲線、動(dòng)彈模-動(dòng)應(yīng)變曲線均符合雙曲線形式,水泥摻量對(duì)水泥土動(dòng)應(yīng)力的影響最為明顯,水泥摻量、纖維摻量、動(dòng)荷載頻率對(duì)水泥土動(dòng)彈模的影響非常明顯。(2)隨著水泥摻量、動(dòng)荷載頻率的提高,水泥土樣發(fā)生破壞時(shí)的動(dòng)應(yīng)變明顯變小；隨著纖維摻量的提高,水泥土樣發(fā)生破壞時(shí)的動(dòng)應(yīng)變明顯變大,摻入適量的纖維可以提高水泥土的塑性；當(dāng)應(yīng)力水平超過水泥土的\"臨界動(dòng)應(yīng)力\"時(shí),水泥土的塑性變形急劇增大直至土體破壞。(3)工程設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)控制上部結(jié)構(gòu)傳下的總應(yīng)力不大于加固土體處的臨界應(yīng)力,且應(yīng)避免荷載頻率與水泥土體的固有頻率相近。

為提高水泥改良土強(qiáng)度,驗(yàn)證尾礦粉能夠起到對(duì)水泥土的增強(qiáng)效果,對(duì)已用水泥改良過的路基土,在尾礦粉摻入量不同的條件下,經(jīng)改良后水泥土的強(qiáng)度特性,以及對(duì)被最佳摻量的尾礦粉改良后的水泥土,在圍壓和頻率不同的條件下進(jìn)行動(dòng)力特性的試驗(yàn)研究,制備了不同尾礦粉摻量(0%、2%、4%、6%、8%、10%)的試驗(yàn)土樣進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和動(dòng)三軸試驗(yàn);試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著尾礦粉摻入量的增加,無側(cè)限抗壓強(qiáng)度先增大后減小,土的應(yīng)力應(yīng)變曲線先急劇增加達(dá)到峰值后逐漸趨于平緩。當(dāng)尾礦粉摻量達(dá)到最佳時(shí),分析不同圍壓和不同頻率的條件下g/g_(max)~γ、λ~γ變化規(guī)律。對(duì)于同一動(dòng)剪應(yīng)變幅,動(dòng)剪模量比隨圍壓的增加而增大。阻尼比隨動(dòng)剪應(yīng)變幅的增大而增大,隨圍壓的增大而減小。g/g_(max)~γ、λ~γ關(guān)系受頻率影響不太敏感,都集中于一狹小范圍。該試驗(yàn)?zāi)軌蛱岣咚嗤翉?qiáng)度的尾礦粉最佳摻量為6%。

通過無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)探討了水泥摻入比、粉煤灰摻入比、齡期這三個(gè)主要影響因素對(duì)粉煤灰水泥土力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,水泥土的強(qiáng)度隨著水泥摻入比的增加而增加,考慮經(jīng)濟(jì)效益,水泥土中的水泥摻入比存在最佳摻入比,提出了最佳水泥摻入比為15%;水泥土中摻加粉煤灰能夠使水泥土的后期強(qiáng)度得到大幅度的增強(qiáng),但在一定程度上減小了早期強(qiáng)度;水泥土中也存在最佳粉煤灰摻入比,超過此摻入比粉煤灰水泥土的強(qiáng)度會(huì)減小,提出了最佳粉煤灰摻入比為8%;隨著齡期的增長(zhǎng)水泥土強(qiáng)度增長(zhǎng)速率減緩,而粉煤灰可使水泥土后期強(qiáng)度增長(zhǎng)速率有所加快。

研究了在纖維增強(qiáng)水泥中添加礦物細(xì)摻料微硅粉對(duì)其耐久性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,微硅粉的摻入,明顯改善了纖維增強(qiáng)水泥的抗反復(fù)凍融、抗反復(fù)濕熱性能。分析了微硅粉對(duì)纖維增強(qiáng)水泥耐久性影響的作用機(jī)理及其孔結(jié)構(gòu)的變化。

利用微硅粉作為礦物摻合料,研究了微硅粉對(duì)纖維增強(qiáng)水泥物理性能(抗折強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度、吸水率、容重和干縮率)的影響。研究結(jié)果表明,微硅粉的摻入,明顯提高了纖維增強(qiáng)水泥的抗折強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度,降低了吸水率,體積質(zhì)量、干縮率略有增大。在此基礎(chǔ)上,著重分析了微硅粉對(duì)纖維增強(qiáng)水泥物理性能影響的作用機(jī)理。同時(shí),探討了微硅粉在生產(chǎn)應(yīng)用中的最佳摻量及常見的幾個(gè)應(yīng)用問題。

工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)水泥固化軟土受土體腐殖酸成分的影響。當(dāng)前,土體腐殖酸組分對(duì)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(shí)際工程采樣對(duì)水泥加固土腐殖酸組分進(jìn)行定性、定量對(duì)比試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果表明:由紅外光譜(ir)試驗(yàn)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(yáng)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(shí),富里酸組分對(duì)水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度影響效果較強(qiáng)。水泥土腐殖酸組分可與水泥產(chǎn)物ca2+、ai3+反應(yīng),在水泥土環(huán)境生成鈣、鋁鍵等復(fù)合體,它們可能影響水泥水解水化反應(yīng),削減水泥所能達(dá)到的固化效果。

針對(duì)水泥土在土體加固中的廣泛應(yīng)用,在綜合各種文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,本文重點(diǎn)探討了水泥土強(qiáng)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(jī)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(hù)條件,明確這些因素,有利于指導(dǎo)水泥土設(shè)計(jì)和施工從而達(dá)到預(yù)期目的。

以內(nèi)蒙古河套灌區(qū)粉質(zhì)黏土為研究對(duì)象,在水泥摻量一定的情況下,將硅粉作為水泥土的外摻劑,單摻硅粉含量從1%～5%進(jìn)行試樣重量對(duì)比及無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),研究了硅粉對(duì)水泥土重量的影響及對(duì)水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的變化規(guī)律,并且探討分析了硅粉在水泥固化土中的作用機(jī)理,得出一些重要結(jié)論,為實(shí)際工程的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

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(yàn),探討了水泥摻入比、含水率、含砂率、水泥標(biāo)號(hào)、齡期對(duì)淤泥質(zhì)土水泥土強(qiáng)度的影響,結(jié)果表明水泥摻入比對(duì)水泥土強(qiáng)度有顯著影響,其他因素?zé)o顯著影響。

通過對(duì)不同有機(jī)質(zhì)含量的海相淤泥進(jìn)行水泥土固化配方試驗(yàn)，分析齡期、有機(jī)質(zhì)含量和添加劑對(duì)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響，通過研究發(fā)現(xiàn)：（1）水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增長(zhǎng)而提高，給出了以7d強(qiáng)度為基準(zhǔn)的齡期為t時(shí)的強(qiáng)度預(yù)測(cè)公式；（2）隨著有機(jī)質(zhì)含量的增大，水泥土強(qiáng)度呈現(xiàn)逐漸遞減的趨勢(shì)，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(qiáng)度有了明顯幅度的提高。

文章對(duì)三組不同微硅粉摻量的高性能混凝土進(jìn)行了同步熱分析試驗(yàn),得到了相應(yīng)的熱分析曲線,并通過對(duì)熱分析曲線的分析,推斷微硅粉摻量對(duì)高性能混凝土抗碳化方面耐久性的影響。

水泥土-混凝土的界面特性是控制勁性復(fù)合樁豎向承載力和沉降特性的關(guān)鍵參數(shù)。文章設(shè)計(jì)了水泥土-混凝土制樣方法,通過直剪試驗(yàn)研究了水泥土-混凝土界面特性,并分析了水泥土中水泥摻入量、混凝土強(qiáng)度等對(duì)界面特性的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明,混凝土-水泥土破壞面位于兩者交界面上;水泥土強(qiáng)度較低時(shí),界面破壞模式為塑性破壞,隨著水泥土強(qiáng)度的提高,脆性特征逐漸顯現(xiàn),破壞模式由塑性破壞轉(zhuǎn)為脆性破壞;界面剪切強(qiáng)度與法向應(yīng)力符合庫(kù)倫定律;在一定的水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度范圍內(nèi),界面黏聚力與水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度符合近似線性函數(shù),但界面摩擦角與水泥土強(qiáng)度之間的相關(guān)度不密切;界面剪切強(qiáng)度約為水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度0.188倍。