几种固化剂对渠道盐渍土地基力学性能影响的试验研究

【目的】明晰水泥、粉煤灰、硅灰、镁渣作为渠道盐渍土地基固化剂的固化效果。【方法】设计了水泥、粉煤灰、硅灰、镁渣固化剂3种掺量的正交试验,通过不同龄期的三轴试验、压缩试验和干缩试验研究了其力学性能。【结果】(1)7 d龄期固化盐渍土黏聚力最大可以增大2.97倍,内摩擦角最大可以增大3.78倍;(2)28 d龄期固化盐渍土黏聚力最大可以增大4.81倍,内摩擦角最大可以增大5.84倍;(3)28 d龄期5次冻融循环后,素土试件破坏,无抗剪强度,固化盐渍土黏聚力最大损失了23.1%,最小损失了5.1%,内摩擦角最大损失了25.0%,最小基本无损失。(4)当水泥掺量为3%和5%,硅灰掺入剂量适中,固化盐渍土的干缩系数较小。【结论】综合考虑渠道盐渍土地基抗冻胀、抗干缩和抗剪强度的要求,建议采用高掺量水泥和粉煤灰,中掺量硅灰和低掺量镁渣固化渠道盐渍土地基较为适宜。     

矸石粉煤灰混合充填材料抗剪强度研究

在充填开采中,利用注浆矸石粉煤灰混合充填材料可以解决原有矸石粉煤灰混合充填材料空隙率高、压缩率大且强度不高的问题。同时,利用废弃矸石和电厂粉煤灰,能减少地表污染,获取巨大的经济效益和生态效益。研究不同配比注浆矸石粉煤灰混合充填材料不同养护龄期下抗剪强度机理变化规律,发现注浆矸石粉煤灰混合材料配比为1∶0.3时抗剪强度相对较大。提出注浆矸石粉煤灰混合充填材料配比与龄期的建议值,在此基础上结合实际情况,选取最优养护龄期进行开采施工,可实现采矿效益的最大化。     

EN—1对砒砂岩固化土抗剪强度特征的影响

通过直剪试验,对添加EN—1后不同EN—1掺量、养护龄期、压实度和含水率的砒砂岩固化土的凝聚力和内摩擦角进行了测定。结果表明：在试验设计的EN—1掺量、养护龄期、压实度和含水率处理条件下,添加EN—1后,随EN—1掺量的增大和养护龄期的延长,砒砂岩固化土的抗剪强度较素土有不同程度的增大,当EN—1掺量为0.20%和养护龄期为30d时,其抗剪强度最大。添加EN—1后,砒砂岩固化土的抗剪强度随压实度的增大和含水率的减小而增大。因此,在砒砂岩地区实际应用EN—1固土护坡时,为使EN—1固化土具有良好的抗剪强度并满足工程需要,建议EN—1掺量为0.20%,养护龄期在7~15d之间,压实度大于95%,含水率略低于最优含水率为宜。     

一种新试验方法下二灰稳定粒料抗冲刷性能的研究

鉴于几种传统试验方法对养护龄期较长的半刚性基层混合料试件冲刷效果不理想的现状,在比较国内外冲刷试验设备的基础上,提出了一种简便有效的半刚性基层材料冲刷试验方法.基于新的试验方法,并采用冲刷率作为抗冲刷性能的指标,研究了不同养护龄期、不同水压和冲刷时间下二灰稳定粒料的抗冲刷性,最后简要分析了冲刷率与试件强度之间的关系.试验表明:二灰稳定粒料试件的冲刷率,随试件养护龄期的增加而迅速减小,到90 d龄期时受冲刷水的影响很小;随二灰稳定粒料试件的抗压强度逐渐增加,其抵抗水冲刷的能力逐渐增强.     

含水率变化对伊犁黄土变形和剪切特性的影响

通过研究伊犁黄土含水率变化对变形、剪切特性的作用效应,揭示含水率的变化对伊犁黄土变形、剪切性能作用规律,对今后伊犁建设工程具有一定的指导意义。试验采用新疆伊犁地区重塑黄土、原状黄土作为研究对象,制备不同含水率条件下的黄土试样,对其进行压缩试验和直剪试验,分析含水率变化对伊犁黄土变形及抗剪强度指标的影响。随着含水率的增大,相同垂直压力条件下伊犁黄土的孔隙比逐渐减小,压缩模量逐渐减小;而伊犁黄土抗剪强度逐渐减小,抗剪强度指标中凝聚力逐渐减小,内摩擦角变化不大。     

2种离子固化剂改善黄土抗剪强度和抗渗性的研究

为了探讨CONAID和LUKANG 2种离子固化剂的固土性能及其影响因素,对不同固化剂掺量、养护龄期、压实度和含水率的固化黄土进行了直剪试验和渗透试验.研究结果表明:随着固化荆掺量、养护龄期和压实度增大,2种固化土的内摩擦角和黏聚力呈上升趋势,渗透系数呈下降趋势,且规律比较接近.其中LUKANG固化剂对黄土抗剪强度和抗渗性的改善效果优于CONAID固化荆.建议在施工过程中选用LUKANG固化剂,掺量宜取0.01%.为了达到更好的抗剪和抗渗效果,应尽量延长固化土的养护龄期,增加压实度.     

粉煤灰不同掺量对混凝土碳化的影响

对于不同养护龄期、不同粉煤灰掺量及不同水胶比对混凝土碳化的影响进行研究,混凝土的碳化深度与碳化龄期之间的关系可用幂函数D=αTβ进行曲线回归分析,且相关性较好。结果表明,随着粉煤灰掺量及水胶比的增大,混凝土的碳化越严重;混凝土养护龄期越长,混凝土的抗碳化性越好。养护不充分时,高掺量粉煤灰混凝土后期碳化增长速率快;养护较充分时,粉煤灰掺量越小,混凝土早期抗碳化性越好,粉煤灰掺量越大,混凝土后期碳化增长速率越慢。当养护较充分时,水胶比为0.35,粉煤灰掺量为45%时,粉煤灰混凝土抗碳化性较好,能满足工程要求。     

养护制度和大掺量掺和料对混凝土干缩性能的影响研究

养护是获得高性能混凝土的重要环节,针对混凝土所处的环境特点,研究了大掺量矿渣和粉煤灰混凝土的干缩性能以及养护制度对混凝土干缩性能的影响规律。结果表明,在相同养护制度下,掺矿渣和粉煤灰的混凝土各测试龄期干缩率相对基准混凝土试件减小约5%～20%,有利于改善混凝土的干缩性能;延长养护时间有利于改善混凝土的干缩性能,养护时间宜根据需要适当延长,一般情况下不宜低于3d,且养护时间和养护方法对大掺量掺和料混凝土显得尤为重要。     

大掺量粉煤灰混凝土抗裂性能试验研究

混凝土的抗裂性是评价混凝土耐久性的重要指标,极限拉伸和干缩变形是影响混凝土抗裂的主要指标。粉煤灰因其优良的性能,在工程建设中得到了广泛的应用。结合实际工程,研究了掺量达到80%的粉煤灰混凝土的极限拉伸和干缩变形等性能,并且分析了粉煤灰的作用机理。结果表明：大掺量粉煤灰混凝土的干缩率随着粉煤灰掺量的增加而不断减小;随着粉煤灰掺量的增加,60 d龄期的抗拉强度和抗压强度均高于或趋近与基准混凝土;综合考虑极限拉伸和干缩变形等因素的影响,得出大掺量粉煤灰混凝土有利于提高混凝土的抗裂性能。     

EN—1对砒砂岩固化土坡面径流水动力学特征的影响

为探讨砒砂岩地区工程边坡径流的侵蚀规律,通过室内模拟冲刷试验,对添加EN-1固化剂后不同固化剂掺量、养护龄期和压实度的边坡径流水动力学特征进行了研究.结果表明:在试验设计的固化剂掺量、养护龄期和压实度处理条件下,砒砂岩固化土坡面径流流速随固化剂掺量、养护龄期和压实度的增大而增大,且径流流速随冲刷的进行呈现出波动减小的趋势.径流雷诺数Re随固化剂掺量、养护龄期和压实度的增大而减小,且Re有随冲刷的进行而逐渐增大的波动变化趋势,而弗劳德数Fr的变化趋势正好与Re相反.除压实度在较小处理冲刷后期时径流流态为紊流和缓流外,其他处理都是层流和急流.径流Darcy - Weisbach阻力系数f随固化剂掺量、养护龄期和压实度增大而减小,且f与输沙率有一定的正相关关系.     

绿化混凝土力学性能研究

绿化混凝土既具有混凝土护岸的稳定性和抗冲刷性能,又具有植物护岸的景观适宜性和生态功能,因而在河流护岸工程中得到广泛应用。研究了水灰比、水泥用量、骨料粒径、龄期等对绿化混凝土力学性能、表观密度和孔隙率的影响,发现了其中的规律性。研究表明,当采用最优水灰比时,随水泥用量增加,绿化混凝土的抗压强度、抗折强度和表观密度线性增大,孔隙率线性减小;随骨料粒级增大,绿化混凝土的抗压强度、抗折强度和孔隙率线性减小,表观密度线性增大;绿化混凝土的强度随龄期增长而增大,7 d龄期抗压强度为28 d龄期的0.80倍。     

早强减水剂和粉煤灰对混凝土性能的影响

早强减水剂和粉煤灰对混凝土的和易性与强度的试验研究表明:早强减水剂和粉煤灰都能提高混凝土的和易性,但是随着掺量的增加其强度有减小的变化趋势;当粉煤灰掺量为20%、早强减水剂为0.8%时混凝土强度最大。     

玉米生长期土壤抗剪强度变化特征及其影响因素

采用野外实测与室内分析相结合的方法,对玉米各生育期土壤抗剪强度变化特征及其影响因素进行了研究。结果表明:随着玉米生育期推进,0~5 cm土层土壤抗剪强度持续增加,于成熟期达最大;5~10 cm和10~15 cm土层表现为先增加后减小,在抽雄期达最大;15~20 cm土层抗剪强度总体较大。玉米对0~5 cm、5~10 cm和10~15 cm土层土壤抗剪强度的增强效应较好,其增强率在抽雄期最高。抗剪强度与土壤含水率呈线性函数关系,与土壤容重呈极显著线性正相关;含根量、根长和根系体积等根系参数与土壤抗剪强度呈极显著正相关,土壤抗剪强度增强值与0~1 mm根长增加值呈极显著正相关。土壤抗剪强度随玉米生育期推进逐渐增强,含水率、容重和玉米根系对土壤抗剪强度具有较大影响,采用一定耕作和水保措施增加土壤表层含水率和容重,同时选取含0~1 mm根径较多的玉米品种对该区域水土流失防治具有重要意义。     

火山灰水泥砂浆孔结构与其强度相关性的研究

研究了不同火山灰掺量和养护龄期对砂浆强度的影响,并基于吸水动力学法研究了不同水化龄期下,火山灰掺量对水泥砂浆孔结构的影响规律。结果表明：不同掺量的火山灰水泥砂浆试件,随火山灰掺量在增加,其最佳活性效应位置点和孔结构均出现在30%时。当火山灰掺量不超过30%时,水泥石的平均孔径参数均随火山灰的掺量增加而减小,且孔径均匀性提高,当掺量增加到45%后,水泥石的孔结构开始劣化。不同水化龄期时各掺量粉煤灰砂浆孔结构参数( 和 )与其强度试验结果间相关性较好。     

基于直剪试验的稻谷粮堆力学性质研究

为揭示粮仓建设和粮食运输途中粮堆的强度与剪胀特性,开展了在垂直压力为25~200kPa、含水率分别为8.41%、10.59%、13.88%和16.25%条件下的稻谷直剪试验。结果表明:稻谷粮堆剪切变形可分为弹性变形、塑性变形和籽粒压缩3个阶段;不同含水率下,稻谷粮堆强度特性基本符合莫尔-库伦强度准则,随着含水率增加,稻谷粮堆粘聚力逐渐减少,内摩擦角逐渐增大;含水率对稻谷粮堆的剪胀特性影响不明显,但随着垂直压力的增大,其剪缩性越明显;在垂直压力较小的条件下,含水率对稻谷粮堆的抗剪强度影响较大,随着垂直压力的增大,含水率对抗剪强度的影响逐渐减小。研究结果可为粮食仓储和运输、装载粮食机械的设计、粮堆数值仿真建模提供参考。     

高温热处理对罗竹力学性能的影响

为研究罗竹热处理后的力学性能,利用自制的高温热处理装置,采用水平旋转中心复合设计试验方法研究温度和时间对顺纹抗压强度、顺纹抗剪强度、抗弯强度和顺纹抗强度的影响。结果表明:随着温度的增大,顺纹抗压强度、顺纹抗剪强度、抗弯强度和顺纹抗拉强度均呈现先逐渐增大再逐渐减小的趋势;当温度为144.67℃、时间为2.91h时,高温处理后罗竹的各项力学特性较优,此时罗竹的顺纹抗压强度、顺纹抗剪强度、抗弯强度和顺纹抗拉强度分别为77.09、27.52、208.97、239.90MPa。试验结果可为建造罗竹竹木结构大棚提供参考。     

土壤密度对土壤抗侵蚀性的影响

通过研究不同密度土壤的抗冲性、抗蚀性及抗剪强度,探索密度与土壤抗侵蚀性之间的相关关系,并进一步分析密度对土壤抗侵蚀性影响的机理。研究表明,随着土壤密度的增大,土壤的抗冲性与抗剪强度增强;但在土壤密度小于1.27g/cm3时,土壤的抗蚀性随着土壤密度的增大而增加,当土壤密度大于1.27g/cm3时,土壤的抗蚀性随着土壤密度的增大而减小。     

人工砂粒级对水工ECC材料强度及自愈合性能的影响

水工ECC材料具有韧性高、延性好、抗裂能力强、裂后自愈合等特点。本文制备了水胶比分别为0.35和0.25的水工ECC材料，研究了人工砂粒级对水工ECC材料抗压强度、劈拉强度的影响规律，并以抗压强度比为评价指标，分析了水工ECC材料自愈合性能的影响因素。结果表明：人工砂粒级对水工ECC材料的工作性有显著影响，但与抗压强度、自愈合性能之间缺少明确的相关关系，劈拉强度随人工粒级的降低而小幅增加。水工ECC材料具有较好的强度增长特性和自愈合能力，90 d龄期抗压强度较28 d龄期可增加30%～40%；水胶比、养护龄期和胶凝材料用量是影响水工ECC材料自愈合性能的重要因素，同时水化早期情况下，水工ECC材料愈合后的强度可超过受损前强度。     

基质吸力在不同干密度下对非饱和红土抗剪强度的影响

为研究不同干密度下非饱和红土抗剪强度指标随含水率、基质吸力的变化特性,通过GEO-Experts压力板仪试验和一系列不同体积含水率下的直剪试验,探讨了基质吸力在不同干密度下对江西非饱和红土抗剪强度指标的影响。研究表明:干密度越大其抗剪强度指标越大,表观黏聚力和表观内摩擦角在一定基质吸力(400 k Pa)范围内随基质吸力的增大而增大,其中在低基质吸力区表观黏聚力和表观内摩擦角增幅较大,在高基质吸力区表观黏聚力和表观内摩擦角增幅较小;在同一基质吸力下干密度大的土样非饱和土抗剪强度指标φb也较大,同时φb在基质吸力较低时为一常数,当超过一定基质吸力值后就会随着基质吸力的增加而减小。     

考虑降雨特征的浅层边坡稳定性分析

由降雨诱发的残积土滑坡在亚热带和热带地区非常普遍,产生此类滑坡的主要原因是雨水入渗使斜坡内非饱和区材料抗剪强参数和基质吸力降低导致了土体抗剪强度的减小.基于Mein-Larson模型,用一种近似的显式方法模拟入渗过程,得出了实际入渗率和湿润锋深度随时间变化规律,在此基础上,采用考虑基质吸力的极限平衡方法进行了边坡稳定性分析.计算结果表明实际入渗率在积水之前为降雨强度,之后逐渐减小;湿润锋深度随时间成近似线性变化;边坡安全系数随降雨的入渗而显著下降.