水泥固化土强度特性试验研究_杨廷玉
水泥固化软土抗拉特性研究
第53卷第7期2022年7月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.53No.7Jul.2022水泥固化软土抗拉特性研究李斯臣1,2,杨俊杰1,2,武亚磊1,2,王曼1,2(1.中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室,山东青岛,266100;2.中国海洋大学环境科学与工程学院,山东青岛,266100)摘要:为探究固化土的拉伸破坏问题,利用研制的单轴拉伸试验仪研究水泥固化不同软土的抗拉特性;基于抗拉强度随灰水比(水泥与水的质量之比)和龄期的变化规律,建立双曲线形式的抗拉强度−龄期关系式。
研究结果表明:抗拉强度、拉伸模量随水泥土的灰水比和龄期增加而增大;表征材料韧性的断裂能随龄期增加而增大,胶州湾黏土固化土断裂能随灰水比先增大后减小,而东营港粉土固化土断裂能随灰水比持续增大;水泥土的抗拉强度与无侧限抗压强度呈线性关系,其拉压比可取0.15;与其他学者的试验数据对比,所提公式的抗拉强度计算值与试验结果较吻合,能在一定程度上反映水泥固化软土抗拉强度随龄期的变化规律。
关键词:水泥固化软土;抗拉特性;灰水比;龄期;抗拉强度预测中图分类号:TU411文献标志码:A文章编号:1672-7207(2022)07-2619-14Research on tensile characteristics of cement-treated soft soilLI Sichen 1,2,YANG Junjie 1,2,WU Yalei 1,2,WANG Man 1,2(1.Key Laboratory of Marine Environment and Ecology,Ministry of Education,Ocean University of China,Qingdao 266100,China;2.College of Environmental Science and Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266100,China)Abstract:In order to explore the tensile failure properties of solidified soil,the developed uniaxial tensile tester was conducted to investigate the tensile characteristics of cement-treated soft soil.Based on the law whereby the tensile strength of cement-treated soil increases with the curing time and cement-water ratio(mass ratio of cement to water),a hyperbolic formula was established,with which the relationship between the tensile strength of cement-treated soft soil and curing time was obtained.The results show that the tensile strength,tensile modulus increase with the cement-water ratio and curing time and the fracture energy characterizing the toughness of materials increases with the curing time.The fracture energy of cement-treated Jiaozhou Bay clay increases at first收稿日期:2021−08−01;修回日期:2021−09−21基金项目(Foundation item):国家自然科学基金资助项目(51779235,52078474)(Projects(51779235,52078474)supported by theNational Natural Science Foundation of China)通信作者:武亚磊,博士(后),从事地基处理及固废资源化、环境岩土工程等研究;E-mail :***************DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2022.07.021引用格式:李斯臣,杨俊杰,武亚磊,等.水泥固化软土抗拉特性研究[J].中南大学学报(自然科学版),2022,53(7):2619−2632.Citation:LI Sichen,YANG Junjie,WU Yalei,et al.Research on tensile characteristics of cement-treated soft soil[J].Journal of Central South University(Science and Technology),2022,53(7):2619−2632.第53卷中南大学学报(自然科学版)and then decreases with the cement-water ratio,while the fracture energy of cement-treated Dongying Port silt continues to increase with the cement-water ratio.The tensile strength of cement-treated soil has a linear relationship with the unconfined compressive strength,and the tension-compression ratio can be adopted as0.15. The calculated values of tensile strength obtained by the proposed formula are consistent with the experimental results,which can basically reflect the change law of the tensile strength of cement-treated soft soil.Key words:cement-treated soft soil;tensile characteristics;cement-water ratio;curing time;tensile strength forecast拉伸破坏是土体破坏的基本形式之一[1−2]。
水泥固化土的室内三轴试验研究
水泥固化土的室内三轴试验研究杨廷玉;张国忠;张同伟;马千惠;肖永;陈德鹏;王琦【摘要】T riaxial compression tests are carried out to investigate the mechanical properties of cement stabilized soils .In this study ,influences of cement content and curing time on the strength and stiffness of cement stabilized soils are taken into account ,and influence mechanism is analyzed .Test results show that deviatoric stress of cement stabilized soils increases with increasing axial strain ,and also increases with increasing cement content and curing time at same strain .Failure stress increaseswith increasing cement content and curing time .Strength increasing coefficient increases with increasing cement content .As axial strain increases , stiffness involves a continuous attenuation . At the beginning , stiffness has a sharp decline ,and then the attenuation rate gradually tends to a smooth stage as axial strain increases .At the same time ,stiffness increases with increasing cement content and curing time .The inclusion of cement in soils significantl y enhances the strength ,stiffness and non‐deformability of soils ,w hich are proportional to the cement content and curing time .%对水泥固化土进行三轴试验研究其力学特性,分析水泥固化剂掺量、养护时间对水泥固化土的应力-应变、强度及刚度的影响,并分析其产生的原因。
侵蚀和冻融环境下水泥土强度的试验研究_杨暾
第33卷 第4期2014年8月兰州交通大学学报Journal of Lanzhou Jiaotong UniversityVol.33No.4Aug.2014文章编号:1001-4373(2014)04-0089-04DOI:10.3969/j.issn.1001-4373.2014.04.018侵蚀和冻融环境下水泥土强度的试验研究*杨 暾, 赖天文(兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州 730070)摘 要:某些特殊地区的水泥土地基既受到环境侵蚀又受到冻融循环的影响.通过室内试验的方法,研究水泥土先经受不同浓度和不同pH值的侵蚀性溶液侵蚀下,经过反复冻融后水泥土的强度特征,并探讨其强度改变的机理.试验结果表明,水泥土的强度特性受水化学作用和冻融循环的双重影响,其中水化学作用的影响贯穿全过程,冻融的影响与冻融循环次数关系紧密.结果可为特殊环境地基的设计与工程应用提供指导作用.关键词:水泥土;环境侵蚀;冻融循环;无侧限抗压强度中图分类号:TU458 文献标志码:AExperimental Study of Cemented Soil underEnvironmental Erosion and Freezing and Thawing CyclesYANG Tun, LAI Tian-wen(School of Civil Engineering,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou 730070,China)Abstract:There are some special regions underground foundation affect environmental erosion andfreezing and thawing cycles.By experiment methods,the mechanical effects of cement soil are dis-cussed in the condition of different environment erosion and freezing and thawing cycles.Experi-ments show the chemical erosion and freezing and thawing cycles have dual effects on mechanicalproperty of cement soil.Environmental erosion influence is throughout the whole process,andfreezing and thawing effect is associated with freeze-thaw cycles.The study has important guid-ance of special environmental foundation design and project application.Key words:cement soil;environmental erosion;freezing and thawing cycles;unconfined compres-sion strength 水泥土是水泥浆液同土体拌和而形成的固结体.由于其具有材料来源广泛、价格低廉、性能良好等优点,在土木工程中应用广泛,常用于改良的路基填料、复合地基、大坝护坡以及道路稳定层等.王毅敏[1]、吴琼等[2]在高速铁路路基中用水泥对黄土进行改良,工程实践中,在一些特殊地区,如西北、东北的某些盐渍土地区,水泥土不但受到冻融循环的影响,还受到含有侵蚀性离子的地下水或地表水的影响.目前,已有学者就这两方面分别做了研究,如宁宝宽等[3]探讨了不同离子成分、溶液浓度、溶液pH值等侵蚀性因素对水泥土力学特征的影响,试验表明水化作用对水泥土的力学效应有明显的影响.傅小茜[4]、宁宝宽、陈四利等[5-7]研究了硫酸盐侵蚀环境下水泥土的力学行为,试验表明硫酸盐溶液中的水、硫酸根离子与水泥土之间的复杂物理、化学作用影响水泥土内部微细观结构,从而对水泥土的力学性能存在显著劣化作用.董晓强,白晓红等[8]研究了硫酸侵蚀下水泥土的电阻率特性,试验表明受*收稿日期:2013-10-01 学报网址:http://xb.lzjtu.edu.cn作者简介:杨 暾(1989-),男,甘肃天水人,硕士生,主要研究方向为基础与路基工程.E-mail:646233284@qq.com兰州交通大学学报第33卷H2SO4侵蚀后,水泥土电阻率、孔隙水电阻率、水泥土抗压强度均随着溶液浓度的增加而减小.陈晋中,韩鹏举等[9]研究了硫酸侵蚀环境下水泥土的多元线性回归强度模型.白晓红,赵永强等[10]对污染环境对水泥土力学特性的影响进行了研究.宁宝宽,陈四利等[11]、庞文台、申向东[12]研究了冻融循环对水泥土力学性能的影响,认为在反复的冻融循环后水泥土的劣化是非常明显的.但对侵蚀和冻融并存情况下水泥土力学特性的研究,目前还未见报道.本文意就此做一些有益探讨.1 试验方案和试验方法1.1 试验材料试验水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥,土样采用兰州市安宁区黄河边的细砂土.砂土的密度为2.0g·cm3,孔隙比为0.95,含水量为10.5%,砂土粒径的分布主要为0.5~1mm之间.1.2 水泥土试样和化学溶液的配制按水泥掺量(重量比)分别为5%、10%、15%配制干的水泥土,再按水灰比分别为0.26、0.44、0.65配制湿的水泥土.为了探讨不同的化学溶液(Na2SO4,CaCl2,NaHCO3)、不同的摩尔浓度(0.01mol·L-1,0.1mol·L-1,1.0mol·L-1)、不同的pH值(2,4,7,9,12)对水泥土力学特性的影响,在试验中采用正交设计的原则配制化学溶液.表1 正交试验设计表Tab.1 Design of orthogonal experiment溶液CaCl2Na2SO4NaHCO3冻融次数3 5 10 15 20 30pH值3 5 7 9 12浓度0.01 0.1 1水泥掺量5%10%15%1.3 试验方法按不同配比将水泥和土搅拌均匀,将配制好的水泥土装入7.07cm×7.07cm×7.07cm的钢模,抹平表面并编号,24h后脱模,标准养护7d,再放入装有化学溶液的容器中浸泡14d,之后进行冻融循环,最后做无侧限抗压强度试验.一个冻融循环周期为24h,在-20℃的条件下冻结12h,然后在+20℃的条件下融化12h.冻融循环次数依次分别为3次、5次、10次、15次、20次、30次.2 试验结果及分析2.1 侵蚀和冻融下水泥土的表面腐蚀试块在各种酸碱溶液中浸泡后,出现被腐蚀现象.不同的pH值浸泡后,试块表面颜色发生不同的变化,且有不同程度的脱落如图1所示.pH=2溶液浸泡的试块表面腐蚀程度最为严重,表层水泥全部被侵蚀剥落,内部砂粒也有松散脱落;碱性溶液浸泡后试块表面的颜色变暗,且表面也有一定的脱落.a pH=2,n=15次b pH=4,n=15次c pH=9,n=15次d pH=12,n=15次图1 不同pH值溶液侵蚀的试块表面Fig.1 Surface of block eroded in different pH values随冻融循环次数的增加,试块表面变化如图2所示.试块表面颜色变的越深,试块表面脱落现象越明显,并且表面孔隙越来越多、越粗糙,表明冻融循环对水泥土试块有显著的影响,且随着冻融循环次数的增多而表现的越发明显.a pH=9,n=0次b pH=9,n=5次09第4期杨 暾等:侵蚀和冻融环境下水泥土强度的试验研究c pH=9,n =15次d pH=9,n =20次图2 不同冻融循环次数后的试块表面Fig.2 Surface of block in different cycle indexes offreezing and thawing2.2 不同化学溶液浓度对强度的影响相同冻融循环次数下,pH=9化学溶液下,不同化学溶液浓度对试块强度的影响有明显的差异(见图3).总体来看,各种溶液侵蚀下的试块,其强度均随溶液浓度的不同而发生改变,随着溶液浓度从0.01mol·L-1增大到0.1mol·L-1再增大到1.0mol·L-1,试块强度均呈现先增大后减小的变化趋势.其中,受CaCl2溶液和NaHCO3溶液侵蚀下试块强度受浓度变化的影响较大,受Na2SO4溶液侵蚀的试块强度变化范围较小.由于随浓度增加过程中,初步碱性的作用使得试块强度增大,浓度过大能造成试块的腐蚀作用,产生了试块强度先增后减的过程.108642010864201086420抗压强度/M P aCaCl 2溶液浓度/(mol/L)Na 2SO 4溶液浓度/(mol/L)NaHCO 3溶液浓度/(mol/L)0.010.11抗压强度/M P a抗压强度/M P a0.010.010.10.1116.48.87.48.69.59.27.09.07.4图3 不同溶液浓度侵蚀的试块强度Fig.3 Strength of block in different solution concentration erosion2.3 不同冻融循环次数对强度的影响在相同侵蚀环境,不同冻融循环次数下水泥土的强度变化趋势如图4所示.pH=9的CaCl 2溶液pH=9的NaHCO 3溶液pH=9的Na 2SO 4溶液水1086420冻融循环次数强度/M P a3510152030图4 强度-冻融循环次数曲线Fig.4 Strength of freezing and thawing cycle curves由图4可见,随着冻融次数的增加,水泥土试块强度都逐渐变小.冻融次数3~5次时,其强度变化不大.冻融次数为5~20次时,受CaCl2溶液侵蚀的试块强度降低很快,并且强度低于水中侵蚀的试块强度;受Na2SO4和NaHCO3溶液侵蚀的试块强度变化与在水中侵蚀试块强度基本一致;冻融次数20~30次时,受各种溶液侵蚀后试块的强度都降低很快.整体来看,试块强度受冻融的影响程度表现为受CaCl2溶液侵蚀的试块强度降低明显,而受Na2SO4和NaHCO3溶液侵蚀后的试块次之.在冻融循环初始阶段,碱性环境下,水泥土强度依然很高,说明在冻融循环初期,强碱使水泥土强度有一定程度的提高.2.4 不同pH值对强度的影响在水泥掺量和冻融循环次数一定的条件下,化学溶液的pH值大小对水泥土强度的影响非常明显,图5为不同pH值的各种溶液侵蚀试块的强度曲线.水泥土的强度随着pH值的增加而增大.试验19表明,pH<4的酸性溶液对水泥土具有强腐蚀性,与水中侵蚀条件下的试块相比,其无侧限抗压强度为水中侵蚀试块强度的20%~70%;随着pH增加,水泥土的强度继续变大.CaCl 2溶液pH Na 2SO 4溶液pH NaHCO 3溶液pH108642010864286420抗压强度/M P a抗压强度/M P a抗压强度/M P a2479122479122479122.14.87.38.39.21.73.04.97.37.62.3 4.87.38.69.1图5 不同pH值溶液侵蚀的试块强度曲线Fig.5 Strength of block eroded at pH=2,4,7,9,12 solutions2.5 不同水泥掺量的影响在相同的侵蚀和冻融循环下,不同的水泥掺量对试块的强度的影响也是不同的(见图6),水泥掺量较高时,其强度增长幅度也较大.当水泥含量小于10%时,水泥土中的砂难以与水泥水化物形成骨架,所以水泥土强度较低.水泥掺量越大,随着龄期的增长其强度也在增强,因此在侵蚀和冻融循环下水泥土表现出较高强度.2520151050抗压强度/M P aCaCl 2Na 2SO 4NaHCO 3水化学溶液5%的水泥掺量15%的水泥掺量10%的水泥掺量图6 不同水泥掺量的试块强度曲线Fig.6 Block strength curve of different cement content3 侵蚀和冻融循环机理砂土的主要矿物成分为SiO2等,水泥与土搅拌后,水泥水化后生成水化物成分,水化物成分很好的连接砂土颗粒,并在其间形成网状骨架.水泥土浸泡在一定pH值的化学溶液中将发生不同程度的化学反应,使水泥土强度性能发生变化.水泥土在酸性溶液里时,水泥和砂土的SiO2与氢离子发生化学反应,生成可溶性盐,导致水泥土试块表面脱落,强度降低;当水泥土试块浸泡在碱性溶液中,水泥和砂土的SiO2与碱性溶液发生化学反应,加速水泥的水化,生成难溶性物质,从而提高了水泥土强度.水泥土在冻融条件下,其渗入的水分结冰使孔壁受到膨胀应力,有些膨胀变形是不可恢复的,反复的冻融使其孔隙变大,内部结构发生变化,裂缝越来越大,其强度降低.4 结论通过试验分析环境侵蚀和冻融循环对水泥土的力学特性有较大影响.1)冻融循环次数较少时,冻融对水泥土的强度影响较小,随着冻融循环次数的增加,水泥土强度明显减小;其中受CaCl2溶液侵蚀的水泥土受冻融影响最明显.2)相同的冻融次数下,侵蚀溶液浓度不同,强度也不同;在碱性溶液里,水泥土强度开始随着溶液浓度增加而增加,当达到一定浓度后反而开始下降.3)相同的冻融次数下,酸性环境下水泥土强度降低相当显著,碱性环境下水泥土强度提高,但提高的程度较小.4)相同的冻融次数下,随着水泥掺量增加,其强度也增加,受NaHCO3溶液侵蚀的试块强度增加最为明显,在其它侵蚀环境中,增加相比较少.(下转第104页)[6] 石志龙,徐超.亚婆髻隧道施工监控量测与稳定分析[J].地下空间与工程学报,2010,6(3):526-532.[7] 中华人民共和国交通部.JTG F60-2009公路隧道施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2009:35-36.[8] 陶志平,周德培.蠕动型滑坡隧道的变形规律及防治措施[J].西南交通大学学报,2007,42(4):163-169.[9] 祝云华.骡坪隧道施工监控量测及其成果分析[J].工程勘察,2011,25(7):7-11.(责任编辑:李爱军檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴)(上接第92页) 5)冻融循环次数较小情况下,水泥土的强度主要以受侵蚀的影响为主;随着冻融次数的增加,其水泥土强度受侵蚀和冻融循环的共同作用.参考文献:[1] 王毅敏,梁波,马学宁,等.水泥改良黄土在高速铁路路基中的试验研究[J].兰州交通大学学报,2005,24(5):28-31.[2] 夏琼,杨有海,耿煊.粉煤灰与石灰、水泥改良黄土填料的试验研究[J].兰州交通大学学报,2008,27(3):40-43.[3] 宁宝宽,陈四利,刘斌,等.环境侵蚀下水泥土的力学效应试验研究[J].岩土力学,2005,26(4):599-603.[4] 傅小茜,冯俊德,谢友均.硫酸盐侵蚀下水泥土的力学行为研究[J].岩土力学,2008(9):659-662.[5] 宁宝宽,陈四利,郑楠.硫酸盐对水泥土的侵蚀作用研究[C]//第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集.沈阳:科技出版社,2006:726-730.[6] 宁宝宽,陈四利,刘斌.水泥土的环境侵蚀效应与破裂过程分析[J].岩石力学与工程学报,2005,24(10):1778-1782.[7] 宁宝宽,陈四利,刘斌.环境侵蚀下水泥土力学特性的时间效应分析[J].水文地质工程地质,2005(2):82-86.[8] 董晓强,白晓红,赵永强,等.硫酸侵蚀下水泥土的电阻率特性研究[J].岩土力学,2007,28(7):1453-1458.[9] 陈晋中,韩鹏举,白晓.硫酸侵蚀环境下水泥土的多元线性回归强度模型[J].建筑科学,2009,25(9):38-43.[10] 白晓红,赵永强,韩鹏举,等.污染环境对水泥土力学特性影响的试验研究[J].岩土工程学报,2007,29(8):1260-1263.[11] 宁宝宽,陈四利,刘斌.冻融循环对水泥土力学性质影响的研究[J].低温建筑技术,2004,101(5):10-12.[12] 庞文台,申向东.冻融循环对水泥土力学性能的影响[J].公路,2012(9):30-32.[13] 陈达,庄宁,廖迎娣,等.水泥土掺入比对水泥土力学特性影响的试验研究[C]//第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集.南京:海洋出版社,2011:255-258.[14] 宁宝宽,陈四利,丁梧秀,等.侵蚀下水泥土的强度及细观破裂过程分析[J].岩土力学,2009,30(8):2215-2219.(责任编辑:李爱军)。
水泥砂浆固化土物理性质研究
水泥砂浆固化土物理性质研究
昝世辉
【期刊名称】《石家庄铁路职业技术学院学报》
【年(卷),期】2014(000)002
【摘要】通过室内试验系统地对水泥砂浆固化土的物理特性进行研究,分析水泥砂浆固化土的重度、渗透系数和水稳定性等物理特性随水泥掺入比、掺砂量、龄期等因素的变化规律。
从几个基本物理性质上来看,采用水泥砂浆固化软土形成的加固区可同时满足自重、渗透性和水稳定性等几个方面的要求。
【总页数】6页(P21-26)
【作者】昝世辉
【作者单位】中铁十二局集团第三工程有限公司山西太原 030024
【正文语种】中文
【中图分类】U414
【相关文献】
1.土体固化/稳定技术与固化土性质研究综述 [J], 盛明强;乾增珍;田开平
2.水泥砂浆固化土抗压强度特性试验 [J], 曲涛;范晓秋;刘鑫
3.水泥砂浆固化土在酸性条件下物理特性的研究现状 [J], 孙楠
4.寒区水泥砂浆固化土力学特性试验研究 [J], 王海龙;申向东;王萧萧
5.水泥砂浆固化土物理力学特性试验研究 [J], 范晓秋;洪宝宁;胡昕;蒋敏敏
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淤泥质土固化与强度特性试验研究
淤泥质土固化与强度特性试验研究作者:杨小玲胡湛波涂晓杰来源:《人民黄河》2020年第04期摘要:為了实现淤泥质土的大规模有效固化,解决水泥土早期强度低、淤泥质土易造成环境污染等问题,将水泥作为主固化剂,粉煤灰、聚羧酸高效减水剂(减水剂)、铝酸钙和钙基膨润土(膨润土)作为外掺剂固化淤泥质土。
通过无侧限抗压强度、pH值、含水率以及电导率试验,探究固化土的特性变化规律,确定复合固化剂的最佳配比。
结果表明,水泥、粉煤灰、减水剂、铝酸钙和膨润土掺量为22%(质量分数,下同)、5%、0.20%、2%、6%时,固化土固化效果达到最优。
微观结构表明,复合固化剂的掺入有利于强度高、难溶、具有膨胀性的矿物晶体以及胶凝物质的生成,使得固化土的结构更加紧密、强度提高。
关键词:淤泥质土;水泥;无侧限抗压强度;复合固化剂;微观结构中图分类号:X705 文献标志码:Adoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2020.04.007Abstract:In order to achieve large-scale and effective solidification of silt soil and solve the problems of early low strength of cement soil and easy environmental pollution caused by silty soil,cement was used as the main curing agent, fly ash, polycarboxylic acid efficient water reducing agent (water reducing agent), calcium aluminate and calcium based bentonite (bentonite) as the external mixing agent to solidify the silt soil. Through unconfined compression strength, pH,moisture content and conductivity test, the characteristic change law of solidified soil was investigated, and the optimal ratio of compound curing agent was determined. The results show that when the content of cement, fly ash, water reducing agent, calcium aluminate and bentonite is 22%, 5%, 0.20%, 2% and 6%, the solidifying effect of solidified soil is optimal. The microstructure indicates that the addition of compound curing agent facilitates the generation of mineral crystals with high strength, insoluble, dilatancy and gelation, which makes the structure of solidified soil closer and increases the strength of solidified soil.Key words: silty soil; cement; unconfined compression strength; composite curing agent; microstructure淤泥及淤泥质土通常是指在静水或缓慢的流水环境中沉积并含有有机质的细粒土。
水泥砂浆固化土物理力学特性试验研究
Table 2 Average value of qu of soils stabilized by cement mortar
…under different sand contents
单位:MPa
S/%
T/d
7
14
28900%0.0836 0.2866 0.3328 0.5047
15%
0.2118 0.2445 0.4556 0.6629
45%
0.1610 0.2640 0.4000 0.6183
高速公路某标段地基深处的淤泥质土,其基本物理力 学性质见表 1;水泥采用 P.O325 普通硅酸盐水泥;砂 采用中国 ISO 标准砂;所用拌和水为自来水。 1.2 试验方案
75%
0.2119 0.2613 0.3789 0.5738
加也很小。 关键词:复合地基;水泥砂浆固化土;强度变形特性;掺砂量
中图分类号:TU411
文献标识码:A
文章编号:1000–4548(2008)04–0605–06
作 者 简 介 : 范 晓 秋 (1980 – ) , 男 , 江 苏 靖 江 人 , 博 士 研 究 生 , 从 事 软 基 处 理 与 基 础 工 程 研 究 。 E-mail:
相对其它添加剂和掺合料,砂具有价格低廉和来 源广泛的优点。因此,本文通过对水泥砂浆固化土进 行一系列无侧限抗压强度试验,研究了掺砂对水泥土 强度的影响,验证了以砂作为掺合剂改善水泥土强度 特性和变形特性的可行性,为水泥土改良提供了一条 新的思路。
1 试样研究的方法
1.1 材料选取 水泥砂浆固化土是一种多相复合材料,其主要成
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基金项目:江苏省交通科学研究计划项目(04Y01);广东省交通厅科 技项目(200206) 收稿日期:2007–07–10
水泥固化黏土抗压强度试验研究
[5]
水泥固化土就是以土为主要骨料,
以硅酸盐水泥为胶凝材料,经过搅拌以
及成型养护凝结硬化的坚硬材料。水泥
固化土是一种具有经济效益、环保节约
的建筑材料。目前水泥固化土广泛用于
道路基层、渠道衬砌以及民用建筑的地
基加固等工程领域。工程中存在水泥固
化土抗压强度不高,胶凝材料用量大、固
化成本高等问题,制约了水泥固化土的
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值作为该组实验结果,若其中最大或最
今较为热门的应用之一。本次实验保持
3 中能够看出随着砂的掺量体积比的增
小值与中值的差大于中值的 15%,则取
水泥的掺量比为 12% 固定不变,然后在
加,固化黏土的抗压强度持续增加,增加
中间值作为混凝土抗压强度值,若最大
水泥中加入掺量梯度变化的粉煤灰。粉
效果比较显著。当砂的掺量体积比为
化土强度的影响规律。结果表明,水泥掺量的持续增加可以显著提高固化黏土的抗压
专业方向:土木工程。
强度,且水泥掺量越大,影响越显著。
关键词:固化黏土;粉煤灰;水泥;抗压强度;砂石材料
中图分类号:TU411.6
邵光辉[4] 认为碱性环境有利于水泥土固
文献标识码:A
文章编号:1007-7359(2021)09-0247-03
和淤泥质土,淤泥质土固化强度最低。
③粉煤灰。粉煤灰取自合肥某电厂
组做三个试样,以三个试块抗压强度均
硅酸盐水泥的各项指标
水泥
标准稠度/%
细度/%
P.O 42.5
25.65
6.73
凝结时间/min
初凝
终凝
2350
296
检测试验与测量技术
安徽建筑
徐少成
水泥固化路基的刚度特性影响因素分析
水泥固化路基的刚度特性影响因素分析作者:付秀丽轩建宇赵莹莹周宇马千惠肖永来源:《中外企业家·上旬刊》2018年第01期摘要:通过常规静三轴试验对水泥固化土进行研究,分析水泥固化剂掺量、养护时间对水泥固化土刚度特性的影响。
结果表明,水泥固化土随着应变的增加,割线弹性模量衰减,呈现刚度软化趋势。
加载初期随着应变增加水泥固化土的刚度衰减较快,逐渐变缓,待应变接近破坏状态时衰减趋向于平稳。
水泥改良前后土体的刚度明显提升。
随着水泥固化剂掺量的增加,水泥固化土的刚度增加。
随着水泥固化土养护时间的增加,水泥固化土的刚度增加。
此加固技术为岩土工程、路基工程的设计、分析与处理,提供有力的宝贵研究依据。
关键词:静三轴试验;水泥固化土;刚度性能水泥固化土是将一定量水泥掺入土中搅拌均匀,水泥与土中矿物发生物理化学反应,土颗粒间胶结硬化,孔隙率减小,水泥加固后使土体由松散状态转变为密实的胶凝体,土变得更加密实,压缩性减小,提升其强度和耐久性,改善土体的工程性质。
Omar Saeed Baghabra[1]通过对水泥和石灰加固粘土进行试验研究,发现含水量对土体的固化效果有影响,含水量高效果更好。
储城富等[2]对水泥固化土进行试验,研究不同水泥固化剂掺量、含水量、养护龄期条件下水泥固化土的强度特性,提出水泥固化土的强度经验模型。
梁仁旺[3]对水泥固化土进行试验研究,绘制水泥固化土的应力-应变关系曲线,发现水泥加固后破坏应变由3%变为1%,随着水泥固化剂掺量的增加,水泥固化土脆性提升。
目前,针对水泥固化土的研究多集中于强度和变形方面,而对于水泥固化土刚度特性的研究相对比较少。
本文通过对水泥固化土进行常规三轴剪切试验,研究水泥掺量和养护时间对水泥固化土的刚度特性影响,为路基工程力学参数提供有效依据。
1试样方案(1)试验材料:试验土料采用路基填土,进行颗粒分析试验和击实试验得,不均匀系数和曲率系数分析此土属于级配不良土,最大干密度为1.97,最优含水量为10.2%。
实验4:固化强度测试
固体废物处理处置工程实验表2.实验材料和设备2.1实验材料水泥固化块来自2014年4月25日下午进行的水泥固化实验,原材料为粉笔渣(筛分后代替含重金属飞灰等危险废物)40g,水泥60g、黄砂70g (筛分后)和水400g。
具体原料组成见下表:制作好的水泥固化体高大约6cm,直径大约为4cm的圆柱体,见图1.图1放置14d后的水泥固化体图2.2实验设备压力测定仪名称:RFP-03型智能测力仪作用:用于测定水泥固化块强度本系列智能测力仪能够把测得的力值数据由单片机根据使用要求进行数字化处理,可配套用于各种压力机、试验机的显示控制部分,用途广泛。
主要技术参数:额定工作电压:AC380V ± 10%, 50H z功耗:w 30W非线性重复性误差:w 1%工作温度:0—40 r外形尺寸:360 X 140 X 220mm (开孔尺寸350x 130X 220mm)图2 RFP-03型智能测力仪打印纸尺寸:57x 30mm仪表保险丝:15A3•实验步骤称取模拟废渣40g (已粉碎至20 目)、黄砂70g (经过筛分,具体见表1)、水泥60g 于搅拌锅内,安装好;人工搅拌10~15s后,缓缓加入适量的水,180s± 5s后停搅拌;迅速倾入置于台上的模具内(高为8 cm,直径为4 cm)进行制样,振动1~2min,刮平,自然养护24h,采用试样筒,分3层压实成型,试样干密度控制为1.8 g/cm3, 24 h后拆膜,并放于标准养护箱(温度20±2 C,湿度95%以上)中养护。
用滤纸拭去浸泡好的试样周围的残余渗沥液,试样无侧限抗压强度采用《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)[3]进行测定,轴向应变速率为每分钟应变3%,仪器采用YYW-1新标准石灰土无侧限压力仪[3]。
实验过程记录:1. 固化块强度测定情况表2固化块强度测定过程现象记录表水泥固化时间:2014年4月25日测定强度时间:2014年5月09日水泥添加量:10.53% 养护时间:14d2从本次强度测定的结果来看,本组制作的固化块的抗压效果并不理想,主要体现在固化体表面下部和破碎后的固化块内部存在一定湿润度,且抗压强度最大仅有0.5kN,且受压后形变很快,说明固化效果不会。
水泥固化土工程特性试验研究
水泥固化土工程特性试验研究一、本文概述《水泥固化土工程特性试验研究》一文主要围绕水泥固化土的工程特性进行深入研究。
水泥固化土作为一种新型土木工程材料,近年来在建筑工程、道路工程以及环境工程等领域得到了广泛应用。
本文旨在通过系统的试验研究,探讨水泥固化土的工程特性,包括其强度特性、变形特性、耐久性等方面,以期为工程实践提供理论支撑和技术指导。
本文首先对水泥固化土的基本性质进行介绍,包括其组成成分、固化机理以及工程应用背景等。
在此基础上,设计了一系列室内试验,对水泥固化土的强度、变形和耐久性等方面进行了系统的研究。
通过对比分析不同配比、不同龄期水泥固化土的试验结果,揭示了水泥固化土工程特性的变化规律及其影响因素。
本文还对水泥固化土在工程实践中的应用进行了探讨,分析了其在不同工程领域中的适用性及其优缺点。
结合具体的工程案例,对水泥固化土的应用效果进行了评价,为水泥固化土在实际工程中的应用提供了有益的参考。
本文的研究对于深入了解水泥固化土的工程特性、推动其在土木工程领域的应用以及促进土木工程材料的创新与发展具有重要意义。
二、水泥固化土的基本特性水泥固化土作为一种新型土木工程材料,在建筑工程中得到了广泛应用。
它具有优异的工程特性,包括强度、耐久性、稳定性等方面,这些特性使得水泥固化土成为一种理想的建筑材料。
强度特性:水泥固化土的强度是其最基本的工程特性之一。
通过添加适量的水泥,土壤颗粒之间的粘结力得到增强,从而提高了固化土的抗压、抗拉和抗剪强度。
这种强度的提高使得水泥固化土能够承受更大的荷载,提高了工程结构的安全性和稳定性。
耐久性特性:水泥固化土具有良好的耐久性,能够抵抗自然环境和工程使用过程中的各种侵蚀作用。
在长期的干湿循环、冻融循环以及化学腐蚀等不利条件下,水泥固化土能够保持较好的稳定性,延长了工程结构的使用寿命。
稳定性特性:水泥固化土具有较高的体积稳定性,即在固化过程中体积变化较小。
这一特性使得水泥固化土在工程中具有较低的变形风险,保证了工程结构的长期稳定性。
固化淤泥长期强度和变形特性试验研究
固化淤泥长期强度和变形特性试验研究王东星;徐卫亚【摘要】For marine sediments solidified with cement, lime and low-calcium fly ash, the unconfined compressive strength tests and indirect tensile strength tests were performed by using a microcomputer-controlled electronic universal testing machine named INSTRON 5500R 4206-006, the stress-strain curve, failure strength and failure strain of samples at curing time of 360 d were determined. The results show that the incorporation of stabilizers causes the failure strain to decrease, the compressive strength and tensile strength of solidified sediments to increase, while the failure mode of solidified sediments develops gradually from plastic failure to brittle failure. The designed lime-low calcium fly ash stabilizer can completely replace cement-low calcium fly ash stabilizer from the point of view of economical cost and long-term strength. For solidified sediments, the ratio of unconfined compressive strength to tensile strength is about 10. Finally, the designed stabilizers with appropriate ratio of fly ash can be considered as roadbed materials for low-intensity traffic pavement.%采用INSTRON 5500R 4206-006型微机控制电子万能试验机,对基于水泥、石灰和低钙粉煤灰的固化淤泥进行无侧限抗压强度试验和间接抗拉强度试验,得到标准养护360 d淤泥固化土的应力-应变关系、破坏强度和破坏应变.研究结果表明:固化剂掺入导致固化土破坏应变明显减小,无侧限抗压强度和抗拉强度明显增大,且破坏模式由塑性破坏逐渐向脆性破坏方向发展;从长期强度和经济成本角度,石灰-低钙粉煤灰固化剂完全可取代同配比水泥-低钙粉煤灰固化剂;淤泥固化土的无侧限抗压强度与抗拉强度之比为10左右;掺加适当配比粉煤灰的设计固化材料可考虑用作低强度交通负载公路路基材料.【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2013(044)001【总页数】8页(P332-339)【关键词】海相淤泥;粉煤灰;固化;长期强度;变形【作者】王东星;徐卫亚【作者单位】河海大学岩土工程研究所,江苏南京,210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京,210098;Département Génie Civil et Environnemental, Ecole des Mines de Douai, Douai 59500, France;河海大学岩土工程研究所,江苏南京,210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京,210098【正文语种】中文【中图分类】TU43疏浚淤泥处理处置问题是世界上许多国家都难以回避且需亟待解决的问题。
水泥固化土力学性质影响因素的探讨
第43卷第31期 山 西建筑V d . 43 No . 312 0 1 7 年 1 1 月SHANXI ARCHITECTURENov . 2017• 53 •文章编号:1009-6825 (2017) 31-0053-03水泥固化土力学性质影响因素的探讨李晓林1李翔2(1.安徽省建筑工程质量监督检测站,安徽合肥230009 ; 2.广东工业大学土木与交通工程学院,广东广州510006)摘要:目前,提高水泥固化土强度的措施很多,从水泥固化土材料组成成分的比例(掺砂率、含水量、砂粒径)、外掺剂、施工工艺 等多个方面对影响水泥固化土强度的因素进行了分析研究阐述,同时提出不足。
关键词:水泥固化土,外掺剂,掺砂率中图分类号:TU 411〇引言水泥土在地基工程中的应用越来越广泛,通过机械旋喷或者 搅拌作用将水泥浆与软土混合搅拌在一起,硬化后形成具有一定 强度的水泥土桩体。
针对水泥土强度的影响因素,国内外学者开 展了广泛的研究[1_6]。
水泥土多用于复合地基的改造,但是其强度有限,地基承载力不足,会导致地基沉降变形超过规范允许值, 所在工程上的应用受到一定的限制。
针对上述问题,很多学者开 始对水泥土的改良进行了深人广泛的研究分析。
考虑到砂料的 经济实用性,有一部分学者对掺料进行改良研究。
兰凯等[4]、廖 建春等[5]、印长俊等[6]通过实验研究,认为水泥土强度的高低与 在软土中掺人砂的量存在密切的关系;范晓秋等[1]、刘大智 等[7]、阿肯江•托呼提等[8]研究表明,水泥土的极限强度和残余 强度在一定比例内,随着砂的掺人量增加成正比关系,软弱地基 通过水泥砂浆搅拌桩加固时,下卧层附加应力和加固区材料质 量的增大幅度并不明显,可见掺砂量和置换率对地基沉降的影 响是有限的。
宁建国等[9]研究了液相环境对水泥固化土抗压强 度影响,测定了相应固化土孔隙液中主要离子的浓度,并进行热力学计算,发现了影响水泥土固化土抗压强度的本质因素是CH (氢氧化钙)离子浓度的高低。
硅粉改善水泥固化土强度特性的试验研究
硅粉改善水泥固化土强度特性的试验研究韩廷【摘要】以内蒙古河套灌区粉质黏土为研究对象,在水泥掺量一定的情况下,将硅粉作为水泥土的外掺剂,单掺硅粉含量从1%~5%进行试样重量对比及无侧限抗压强度试验,研究了硅粉对水泥土重量的影响及对水泥土无侧限抗压强度的变化规律,并且探讨分析了硅粉在水泥固化土中的作用机理,得出一些重要结论,为实际工程的应用提供科学依据.【期刊名称】《内蒙古公路与运输》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】4页(P22-25)【关键词】水泥土;硅粉;无侧限抗压强度【作者】韩廷【作者单位】呼和浩特市建设工程施工图审查中心,内蒙古呼和浩特010020【正文语种】中文【中图分类】TU528内蒙古河套灌区属黄河改道过程中的冲积平原,是我国典型的三大农业灌区之一,石料匮乏,且地下水位较高,但土壤资源非常丰富,就河套灌区粉质黏土而言,其内部充斥着大量动植物根系残渣,本文针对此类土体[1],掺入不同量的硅粉,展开硅粉对水泥固化土的试验研究工作。
通过对水泥土无侧限抗压强度试验,探讨不同硅粉掺量对水泥土的强度发育问题以及硅粉改善水泥土的机理研究,充分利用内蒙古河套灌区粉质黏土的地域性要求,解决资源的合理利用,为实际工程的应用提供科学依据。
1 试验材料与试验方案试验的试件采用在密实度为0.95时,静力压实成型的D×H=(39×80)mm圆柱体,在标准养护箱中养护,湿度95%,温度(20±2)℃。
水泥土的最佳含水率、最大干密度按重型击实试验取得,分别为14.5%和1.868 g/cm3.按测定的含水率计算所需风干土的数量,对于同一固化剂剂量固化细粒土的混合料,需要制相同状态的试件(即平行试验的数量)8个,考虑到损耗,一次性称取10个试件的土[2]。
所有的试块含水率均按水泥土击实实验最大干密度对应的最优含水率14.5%控制。
采用山东济南试金集团有限公司济南试验机厂生产的WAW-300C微机控制电液伺服万能试验机测得 3 d、7 d、14 d、21 d、28 d 的无侧限抗压强度,并测量试样质重。
水泥砂浆固化土三轴试验研究-岩土力学
水泥固化土强度特性试验研究
水泥固化土强度特性试验研究杨廷玉;周宇;赵莹莹;陈德鹏;赵阳阳;马千惠【摘要】为研究水泥固化土强度特性,对水泥固化土进行室内不固结不排水三轴试验.结果表明,达到一定应变条件下,随着围压的增加水泥固化土应力不断增加.说明随着围压的增加,水泥固化土的强度不断增强,水泥对土体具有很好的加固作用.从不同水泥固化剂掺量应力应变关系曲线可知,水泥固化剂掺量对应力应变关系的影响从大到小顺序为5%、8%、12%、2%.随着水泥固化剂掺量的增加,破坏应力与应变成“波浪型”,在水泥掺量5%处出现一峰值点.水泥固化剂掺量对固化土抗剪强度的影响,随着水泥掺量的增加黏聚力增加,但在水泥掺量5%~8%出现平稳过渡段,然后继续增加,而内摩擦角却几乎保持不变,说明水泥可以很好地改善土体强度,水泥固化土抗剪强度的重要指标是黏聚力.因此,采用水泥来加固土体,可以大大改善土体的力学性能,选取水泥掺量5%作为最佳配比,最经济合理.【期刊名称】《黑龙江工程学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(026)003【总页数】4页(P6-9)【关键词】水泥;砂土;三轴试验;强度特性【作者】杨廷玉;周宇;赵莹莹;陈德鹏;赵阳阳;马千惠【作者单位】佳木斯大学建筑工程学院,黑龙江佳木斯154007;佳木斯大学建筑工程学院,黑龙江佳木斯154007;佳木斯大学建筑工程学院,黑龙江佳木斯154007;佳木斯大学建筑工程学院,黑龙江佳木斯154007;黑龙江省收费公路管理局佳木斯管理处,黑龙江佳木斯154007;佳木斯大学建筑工程学院,黑龙江佳木斯154007【正文语种】中文【中图分类】TU472.5水泥固化土是土(或集料)、水泥、外加剂和水混合压实和养护后的一种拌和物,来源较广泛,价格低廉,其物理力学性能远优于原状土,目前已广泛应用于截渗工程、基坑支护及软土路基的改良和加固等各类工程中[1]。
20世纪以来,对于固化土研究主要集中在固化剂研发和固化土性质等方面[2-5]。
水泥固化土强度特性试验研究
d an d l b r t r ra i lt s s c r id o t Th e u t n i a e t a e h ta n r a h s a c iia r i e a o a o y t i x a e t i a re u . e r s l i d c t h t wh n t e s r i e c e rtc l s v l e h te so h e e ts l i c to o l n r a e t h o fn n r s u e i c e sn . c r — a u ,t e s r s ft e c m n o i f a i n s i i c e s swih t e c n i i g p e s r n r a i g Ac o d d i i g t h t e s s r i u v r m e n a d n r t i n wn t a h o a e o e e t h r e e a n o t e s r s ~ t an c r e fo c me th r e e ,i s k o h tt e d s g fc m n a d n r h s
( . c ie tr l n vlEn ie rn n t u e imu i nv ri 1 Arh tcu a dCii a gn eig I si t ,Ja s iest t U y,J mu i1 4 0 ,Chn ;2 Ja u iM a a e n f e a s 507 ia . im s n g me tOfi , c
He o gin r vn e ol t F e g w y Ma a e n u e u Ja s 1 4 0 , hn i n j g P o ic l cs e sHih a n g me t ra , i l a C e B mu i 5 0 7 C ia)
滩涂淤泥固化土力学特性试验研究
滩涂淤泥固化土力学特性试验研究滩涂淤泥是一种常见的沉积物,其物理性质较为松散,含水量高,容易造成土质不稳定和沉降问题。
为了解决滩涂淤泥固化问题,需要进行土力学特性试验研究。
首先,需要对滩涂淤泥的物理性质进行测试。
物理性质包括含水量、密度、颗粒大小分布等。
通过测量含水量,可以了解滩涂淤泥的湿度,进而判断其固化的难易程度。
密度测试可以得到淤泥的颗粒间隙情况,对固化效果有一定的参考价值。
颗粒大小分布测试可以评估淤泥的颗粒组成和结构,进而推断其固化土的力学特性。
其次,需要进行固化试验。
试验中可以采用多种方法对滩涂淤泥进行固化,如使用化学固化剂、机械加工等。
通过控制试验中的固化剂用量和时间,可以评估淤泥的固化效果。
力学性能指标包括抗压强度、剪切强度、抗渗透性等。
抗压强度测试是衡量固化淤泥抗压能力的重要指标,它可以反映固化淤泥的稳定性。
剪切强度测试可以评估土体的抗剪强度,这对于衡量土体的抗变形能力具有重要意义。
抗渗透性测试可以评估固化淤泥的水分持留能力,从而判断其在湿润环境下的稳定性。
最后,需要对固化土的变形特性进行研究。
固化土的变形特性包括压缩变形、剪切变形等。
压缩变形试验可以测量固化淤泥在受力下的垂直压缩程度,从而推断其在实际工程中的变形情况。
剪切变形试验可以评估土体在受剪切力作用下的变形能力,对于预测固化土的稳定性和变形情况非常重要。
在滩涂淤泥固化土力学特性试验研究中,以上所述的测试内容只是其中的一部分,研究者可以根据具体需求进行相应设计。
试验结果将有助于了解滩涂淤泥固化的可行性和效果,并为工程实践提供参考依据。
泥水盾构隧道废弃泥浆改性固化及强度特性试验探讨
泥水盾构隧道废弃泥浆改性固化及强度特性试验探讨摘要:在开展岩土力学工程项目研究中,对于隧道项目建设中施工掘进工程的开展在盾构机应用方面技术问题应该进行改进和优化,在盾构机隧道施工中应该针对施工中具体的施工岩土力学情况,和施工中机械设备的特点,充分的对施工方案和隧道掘进的方案开展施工设计方面的质量进行改进。
为了进一步的提高隧道工程开挖建设的质量,就要通过对隧道建设中产生的废弃泥浆的改性固化和固化实验方面通过实验了解废弃物处理中遇到的问题。
提高在隧道施工中废弃物处理技术应用方面的有效性,同时通过实验对施工的方案进行优化和改进。
关键词:隧道废气泥浆;泥浆改性固化;固化强度;固化剂在隧道施工中,施工工艺和技术设备选择中,采用泥水盾构的施工工艺在隧道施工开展中会产生大量的泥浆废弃物,在施工中对泥浆废弃物进行处理工艺和技术的优化,能够有效降低施工中泥浆废弃物不经固化处理排污对自然环境造成的影响。
同时对盾构施工中泥浆问题和泥浆固化处理强度进行试验和分析,进一步提高废气泥浆的处理质量。
对于项目工程开展建设中,降低废弃物排放对土地侵占产生的危害对项目施工的环保影响很大。
同时通过废弃物排放对土地侵占方面造成的问题进行进一步的防范,对于提高城市建设运转效率产生的影响巨大。
一、泥水盾构隧道施工中泥浆废弃物处理固化试验对降低废弃物污染产生的作用1.泥浆处理技术施工工艺在开展项目施工工程中,由于项目建设环境发展中受到市场化经济运行状况影响,导致在项目建设中对于资源利用效率方面有很高的要求,因此在开展项目工程施工中,应该重视对建筑排放废弃物的进一步处理。
在经济发展中会出现重视区域化经济发展之中的基础建设速度和质量,在建设的开展中会忽视施工中废弃物排放的管理。
并且受到经济发展的高速带动作用,交通项目建设的数量和规模也会越来越多。
在交通通行项目施工建设中,对于一些高速化通行的交通项目施工建设,在工程开展建设中应用较为频繁的施工项目就是高速公路施工项目。
水泥硅微粉固化黄土的三轴试验
水泥硅微粉固化黄土的三轴试验
杨秀武;瞿瑜;周浩然
【期刊名称】《桂林理工大学学报》
【年(卷),期】2017(037)004
【摘要】以宁夏银川宁东镇工业园区的黄土为研究对象,用掺量分别为2%、4%、6%的水泥和5%、10%、15%的硅微粉对黄土进行固化处理,并进行了龄期为7、28 d的常规静三轴试验,研究了水泥、硅微粉固化黄土的抗剪强度变化规律.试验结果表明:相同水泥掺量的黄土其粘聚力随着硅微粉掺量的增加呈现出急剧递增的趋势,其摩擦角随着硅微粉掺量的增加而呈现出递减的趋势;水泥、硅微粉固化的各组黄土,随着龄期的增加,粘聚力呈递增的趋势,摩擦角呈递减的趋势;素土的变形能力表现出很大的塑性,经过固化的黄土则表现为脆性性质.水泥中Ca(OH)2的碱性激发了硅微粉的活性,提高了黄土的抗剪强度.
【总页数】5页(P624-628)
【作者】杨秀武;瞿瑜;周浩然
【作者单位】宁夏华侨园集团公路工程有限公司,宁夏固原756000;宁夏华侨园集团公路工程有限公司,宁夏固原756000;宁夏大学土木与水利工程学院,银川750021
【正文语种】中文
【中图分类】TU411.7
【相关文献】
1.水泥固化土的室内三轴试验研究 [J], 杨廷玉;张国忠;张同伟;马千惠;肖永;陈德鹏;王琦
2.水泥硅微粉固化黄土的无侧限抗压强度试验研究 [J], 瞿瑜;刘金辉;周浩然;李宏波
3.水泥硅微粉固化黄土的冻融试验研究 [J], 李宏波;边兴;郭莉英;孟松松;韩方元
4.典型区域软弱土室内水泥固化三轴CD试验 [J], 秦网根; 蔡正银; 关云飞; 李小梅
5.水泥硅微粉改良黄土的抗剪强度试验研究 [J], 葛菲;巨玉文;蒋宗耀;张伟龙
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1 试验方案
土样选取典型 沙 漠 地 区 特 殊 的 风 成 风 沙 土,采 用固化材料为 水 泥 固 化 剂,选 取 4 种 掺 量 m (水 泥 重量与 干 土 重 量 的 百 分 比 )分 别 为 2%、5%、8%、 12% ,把 水 泥 固 化 剂 掺 入 风 沙 土 中 将 其 进 行 拌 合 ,分 3层击实,每层击实次数为25 次。 每 层 间 用 刮 土 刀 刨 毛 ,以 便 于 土 层 间 更 好 的 结 合 ,避 免 出 现 明 显 的 界 面。然后将试件从 击 实 筒 中 取 出,称 取 其 质 量 后 套 上橡皮膜备用。
(1.Architectural and Civil Engineering Institute,Jiamusi University,Jamusi 154007,China;2.Jiamusi Management Office, Heilongjiang Province Collects Fees Highway Management Bureau,Jiamusi 154007,China )
2.2 水 泥 掺 量 对 水 泥 固 化 土 应 力 应 变 关 系 的 影 响 不 同 水 泥 掺 量 下 主 应 力 差σ1 -σ3 与 轴 向 应 变
εa 关 系 曲 线 如 图2 所 示 ,水 泥 掺 量 对 应 力 应 变 关 系 的影 响 从 大 到 小 顺 序 为 5% 、8% 、12% 、2% ,水 泥 掺 量 为 5% 时 ,应 力 应 变 曲 线 最 高 。 说 明 水 泥 固 化 土 的 最 佳 固 化 方 案 ,即 水 泥 掺 量 为 5% 时 ,水 泥 固 化 土 的 强 度 最 高 ,选 取 此 时 为 水 泥 固 化 土 最 佳 配 比方案。
在水泥固化剂掺量5%~8% 阶段 出 现 一 个 稳 定 段, 然后继续增加,说明 水 泥 固 化 剂 的 掺 入 明 显 提 高 土 体 的 强 度 ,但 当 增 加 到 一 定 程 度 ,水 泥 固 化 剂 的 增 加 对 土 体 强 度 的 影 响 就 不 明 显 了 ,过 了 这 段 停 滞 段 ,随 着水泥固 化 剂 掺 量 的 增 加 继 续 增 强,如 图 4(a)所 示。因此,选择 水 泥 固 化 剂 掺 量 5% 作 为 最 佳 水 泥 配 比 方 案 ,最 为 经 济 合 理 ,这 与 水 泥 固 化 剂 掺 量 对 水 泥固化土应力应变关系和破坏应力的影响分析是一 致的。
收 稿 日 期 :2012-03-12 基金项目:国家自然科学基金项目(51108134);黑 龙 江 省 教 育 厅 科 学
技 术 研 究 资 助 项 目 (12511566) 作 者 简 介 :杨 廷 玉 (1967- ),男 ,副 教 授 ,研 究 方 向 :固 化 改 良 土 .
水 泥 固 化 土 是 土 (或 集 料 )、水 泥 、外 加 剂 和 水 混 合 压 实 和 养 护 后 的 一 种 拌 和 物 ,来 源 较 广 泛 ,价 格 低 廉 ,其 物 理 力 学 性 能 远 优 于 原 状 土 ,目 前 已 广 泛 应 用 于截渗工程、基坑支 护 及 软 土 路 基 的 改 良 和 加 固 等
试验设备是南京电 力 自 动 化 设 备 厂 生 产 的 SJ- 1A 型应变控制式三 轴 剪 力 仪,主 要 由 试 验 机、测 量 系 统 、压 力 室 、制 备 试 样 工 具 等 4 部 分 组 成 。 三 轴 剪 切采用不固 结 不 排 水 (UU)的 方 式,试 验 剪 切 应 变 速率为0.828mm/min,分级加载 测 试,围 压 分 别 取 100kPa、200kPa、300kPa。 试 样 直 径 为39.1mm, 高为80mm。 所 有 试 样 均 剪 切 至 破 坏 或 达 到 一 定 的 轴 向 应 变 (15% )后 停 机 。
杨 廷 玉1,周 宇1,赵 莹 莹1,陈 德 鹏1,赵 阳 阳2,马 千 惠1
(1.佳木斯大学 建筑工程学院,黑龙江 佳木斯 154007;2.黑龙江省收费公路管理局 佳木斯管理处,黑龙江 佳木斯 154007)
摘 要 :为研究水泥固化土强度特性,对水泥固化土进行室内不固结不排水三轴试验。结果表明,达到一定 应 变 条 件 下,随 着围压的增加水泥固化土应力不断增加。说明随着围压的增加,水泥固化土的强度不断增强,水泥对土体具有很好的加固 作用。从不同水泥固化剂掺量应 力应变关系曲线可知,水泥 固 化 剂 掺 量 对 应 力 应 变 关 系 的 影 响 从 大 到 小 顺 序 为 5% 、8% 、 12%、2%。随着水泥固化剂掺量的增加,破坏应力与应变成“波浪型”,在水泥掺量5%处出现一峰值点。水泥固化剂掺量 对固化土抗剪强度的影响,随着水泥掺量的增加黏聚力增加,但在水泥掺量5%~8%出现平稳过渡段,然后继续增加,而内 摩擦角却几乎保持不变,说明水泥可以很好地改善土体 强 度,水 泥 固 化 土 抗 剪 强 度 的 重 要 指 标 是 黏 聚 力。 因 此,采 用 水 泥 来加固土体,可以大大改善土体的力学性能,选取水泥掺量5%作为最佳配比,最经济合理。 关 键 词 :水 泥 ;砂 土 ;三 轴 试 验 ;强 度 特 性 中图分类号:TU472.5 文献标志码:A 文章编号:1671-4679(2012)03-0006-04
图2 主应力差σ1 -σ3 与轴向应变εa 关系(不同水泥掺量)
2.3 水 泥 掺 量 对 水 泥 固 化 土 破 坏 应 力 的 影 响 随 着 水 泥 固 化 剂 掺 量 的 增 加 ,破 坏 应 力 成 “波 浪
固化方案,即 水 泥 掺 量 5% 为 水 泥 固 化 图 最 佳 配 比 方 案 ,最 经 济 合 理 。
Experimental study on strength characteristics of cement solidification soil
YANG Ting-yu1,ZHOU Yu1,ZHAO Ying-ying1,CHEN De-peng1, ZHAO Yang-yang2,MA Qian-hui 1
2 试验结果分析
2.1 围 压 对 水 泥 固 化 土 应 力 应 变 关 系 的 影 响 不同围压下主应力差σ1 -σ3 与 轴 向 应 变εa 关
系 曲 线 如 图 1 所 示 ,随 着 应 变 的 增 加 ,水 泥 固 化 土 应 力不断增加。开始段应力应变关系曲线比较接近,
图1 主应力差σ1 -σ3 与轴向应变εa 的关系(不同围压)
随 着 水 泥 固 化 剂 掺 量 的 增 加 ,黏学 报 (自 然 科 学 版 ) 第 26 卷
图 3 破 坏 应 力(σ1-σ3)f 与 水 泥 固 化 剂 掺量m 关系曲线
第 3 期 杨 廷 玉 ,等 :水 泥 固 化 土 强 度 特 性 试 验 研 究
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各类工程中[1]。20世纪以来,对 于 固 化 土 研 究 主 要 集中在固化 剂 研 发 和 固 化 土 性 质 等 方 面 。 [2-5] 对 沙 漠地区特殊风沙土用固化剂来加固的力学性能和工 程性能已取得一些研 究 成 果 。 [6-11] 本 文 从 不 固 结 不 排水三轴试验入手,对 水 泥 固 化 土 的 强 度 特 性 进 行 研 究 ,深 入 了 解 其 物 理 力 学 特 性 。
在小应变情况下围 压 对 应 力 的 影 响 并 不 明 显,说 明 小应变时围压对土 体 强 度 的 影 响 不 大;随 着 应 变 的 增 加 ,应 力 应 变 曲 线 开 始 不 断 分 离 ,随 着 围 压 的 增 加 水泥固化土应力不 断 增 加,说 明 当 达 到 一 定 应 变 条 件下,随着 围 压 的 增 加,水 泥 固 化 土 的 强 度 不 断 增 强 ,水 泥 对 土 体 具 有 很 好 的 加 固 作 用 。
Abstract:In order to investigate the strength characteristics of cement solidification soil,unconsolidated-un-
drained laboratory triaxial test is carried out.The results indicate that when the strain reaches a critical value,the stress of the cement solidification soil increases with the confining pressure increasing.Accord- ing to the stress-strain curve from cement hardener,it is known that the dosage of cement hardener has great influence to the stress-strain curve,the value from big to small is 5% ,8% ,12% ,2% .It indicates that the strength of the cement solidification soil increases with the confining pressure increasing,and the ce- ment can enhance the strength of soil body.With the increasing of the cement volume,the failure stress and strain presents parabola type variation,and reaches a peak point when the cement volume is 5% .The cohesion of the solidification soil increases with the volume of the cement firming agent increasing,but it appears smooth transition section when the cement volume is between 5% and 8%,and then goes on in- creasing;the internal friction angle nearly keeps invariant,so the cohesion is an important indicator that influence the shear strength of the cement solidification soil.So,reinforcing soil body with cement can greatly improve the mechanical property;especially taking the cement volume to 5%is the most economi- cal and reasonable method. Key words:cement;sandy soil;triaxial test;strength characteristics