水泥砂浆相似材料研究
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固定砂用 量, 研究水灰比对 水泥砂 浆性能 的影响, 水灰 比与 各强度的影响 关系( 图 1) 。
图 1 水泥砂浆强度与水灰比的关系
当固定砂的用 量时, 水 泥砂 浆的 抗压 强 度和 抗折 强度 在小 范围内随用水量的增大 呈明显减 少的规 律。因为 水泥水化 时需 要的结合水约 为水泥用 量的 20% ~ 25% , 为满 足水泥 砂浆 的流 动性要多加 40% ~ 75% 的水, 当用水量 增大时, 水泥砂浆 中的游 离水增多, 这些多余的游离水在 水泥硬 化时逐 渐蒸发, 在试 件中 留下许多微小的孔洞, 使水泥 砂浆的 密实度 降低。因 而, 降 低了 水泥砂浆的抗 压强度。 2. 3 水泥用量的影响
挤扩支盘桩是近几年发 展起来的一种新桩型, 为一种新型变 截面桩。它是以普通灌注桩为基础, 按承载力的要 求和工程地质 条件的不同, 在桩身不同高度处按一定要求设置承载力盘或分支 在桩身的适宜部位设置若干变径分支和变径承载盘, 依靠分支和 承力盘增加桩的摩阻力和端承力来大幅提高桩的抗压和抗拔力, 具有单桩承载力高、沉降变形小、材 料用量省、施工简便、工期短、 适用区域广等优点。本文结合天 津港 1. 0@ 107t 煤炭下海铁路工 程新建北塘西临修库挤扩支盘桩基础施工进行阐述。 1 工程及地质概况
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水泥砂浆相似材料研究¹
卿 凇1, 黄 戡2, 黄 斌2, 谢国柱2, 陈科平2, 曾四平2
( 1、上海隧道工程股份有限公司, 上海 200032; 2、中南大学地学与环境工程学院, 湖南 长沙 410083)
摘 要: 着重研究了如何利用正交实验模拟现场 岩石的 物理力 学性能; 水 灰比、水泥用 量对水 泥砂浆 强度的影 响; 水泥 砂浆 7 天与 28 天强度的关系; 并寻找到一组符合现场岩石性能的水泥砂浆的优良配方。 关键词: 强度; 正交实验; 线性回归; 性能; 实验
Study of Cemen-t Mortor Used as a Simil ar Material
QIN G Song1, HU A N G K an2, HU AN G Bin2, XIE Guo- zhu2, CHEN Ke- ping2, ZEN G S-i ping2 ( 1、Shanghai T un nel Engi neeri ng LT D . CO , Shanghai 200032, China ; 2、 Insti t ute of GeoS ci . and En vi ronment al Engrg , CS U , Changsha
挤扩支盘桩在某铁路工程中的应用
陈新军, 李鸿年
( 铁道第三勘察设计院, 天津 300251)
摘 要: 通过工程实例介绍了挤扩支盘 桩在天津港 11 0@ 107 t 煤炭下海铁路北塘西临修库的应 用情况, 经过检测 效果良 好。该工法在天津地区一般公民建、高层建筑、桥梁地基加固工程中可广泛应用。 关键词: 挤扩支盘桩; 应用
damage in carbon fiber and it s polymer- mat rix and carbon- mat rix composit es by elect rical resist ance measurement . JO U RN AL O F M AT ER IALS SCIEN CE , 34( 1999) 2703~ 2713. [ 8] D. D . Lchuang . Cement reinf orced w it h short carbon fibers: a mult -i f unct ional mat erial. Com posites, Part B 31 ( 2000) 511~ 526.
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报 1 2001, 11. [ 3] 李世华. 新编建筑材料简明手册[ M ] . 北京: 机械工业出版社, 19981 [ 4] 胡安兵, 等. 水泥 ) 丙烯酸 盐复合浆 液的实验 性研究[ J ] . 地质 与勘
探, 2002, 5. [ 5] 陆璇. 应用统计[ M ] . 北京: 请华大学出版社, 1999. [ 6] CoxDR . Analysis of Binary Dat a . London , 19701 [ 7] X IAO JU N W AN G , SHOU KA I WA N G, D. D. L. CHU N G . sensing
总第 90 期 2003 年第 11 期
西部探矿工程 WEST - CHINA EX PLO RA T IO N ENG IN EERIN G
ser ies No. 90 N ov. 2003
文章编号: 1004 ) 5716( 2003) 11 ) 0148 ) 03
中图分类号: U443115 文献标识码: B
用/ 三因素, 三 水平0 即 L 9( 33) 的 正交试 验来 测试 水泥 石膏 砂浆各组成因素作用的大小及优选配方。复合砂浆的组成成分: 425 号普通硅酸盐砂水 泥( 因素 A ) , 水及 浓度为 1% 的硼砂 溶液 ( 因素 B) , 砂( 因素 C) 。正交试验结果见表 1。
表 1 水泥砂浆正交试验结果
采用水泥砂浆制作模型进行 模拟试验 是一种 行之有 效的方 法, 它能探索许多用数学分析 法不易 解决的 问题; 亦能与 有限元 结合起来, 先做模型试验 了解岩 体应力 ) 应 变规律, 然后 进行有 限元分析, 再用更完善的模型检验有限元的正 确性。此 法既保留 了模型试验 固有的优 点, 又可 充分 发挥 快速 高效 的数 学计 算功 能, 减少进行重复模型实验的工作量。 1 水泥砂浆正交试验
y = 0. 68+ 1. 28x
选用 F 检验法对模型进行检验 , 经检验模型是有效的。 4 结论
( 1) 水泥砂浆的抗压强度 和抗折强度在小范 围内随水灰比的
增大呈明显减少的规律, 而随水泥用量的增加呈明显增大的趋势。
( 2) 水泥砂浆抗 压强度 7 天 和 28 天的关系 为: y = 0. 68+ 1. 28x 。
5. 62
7. 82
选取线性模型: Y= B0+ B1V + e E( e) = 0 D( e) = R2 由最小二乘估计: B^ = y - B^ 1 V B^1 = Sxy / Sxx 利用公式:
Sxx=
n
E
x
2i -
n x2 ;
i= 1
n
Sxy= E x iyi- n x y; i= 1
Syy=
总第 90 期 2003 年第 11 期
西部探矿工程 WEST - CHINA EX PLO RA T IO N ENG IN EERIN G
ser ies No. 90 N ov. 2003
文章编号: 1004 ) 5716( 2003) 11 ) 0146 ) 03
中图分类号: T U52 文献标识码: B
2 水泥砂浆试验结果分析 2. 1 正交试验结果分析
水泥为主 要影响因素, 以后依次为水和砂。如果用于提高砂 浆强度, 则优选配方为 A 9 B9 C9 。采 用水泥 砂浆 相似材 料制 作模 型, 工艺简单, 材料来源广, 价格 便宜, 其材 料与岩 石的结构 及破 坏方式均类似, 是一种较好的 相似材料。 采用配 方为: A 6 B6 C6 即 配比为: 水泥B水B砂= 6B7B36 的 水泥砂 浆, 其实 验结果 是: 抗压 强度为 4. 08M Pa, 抗折强 度为 1. 48M Pa, 弹性模 量为 0. 41 @ 104 M Pa. 与现场岩石的力学性能( 抗压强度为 4. 00M Pa, 抗折强度为 1. 50M Pa, 弹性模量为 0. 39 @ 104M Pa) 非常 相似, 是一 组符 合现 场岩石性能的 优良配方。 2. 2 水灰比的影响
固定含水 量, 研究水泥用量 对水泥 砂浆性 能的影 响, 水 泥用
¹ 基金项目: 湖南省交通厅科研基金资助项目( 200020) 。
2003 年 第 11 期
卿 凇, 黄 戡, 黄 斌, 谢国柱, 陈科平, 曾四平: 水泥砂浆相似材料研究
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图 2 水泥砂浆强度与水泥用量的关系
量与抗压强度的影响关系( 图 2) 。当 固定用水 量和砂的用 量时, 水泥砂浆的抗压强度和抗折强度 在小范围 内随水 泥用量 的增大 呈明显增大 的趋势。因为水泥砂 浆的强度 主要取 决于水 泥凝胶 与骨料间的粘结力。当水泥用量增大时, 水泥砂浆中形 成的水泥 凝胶量增多, 从而增大了水泥 凝胶与 骨料间 的接触面 积, 因而提 高了水泥凝胶与骨料间的粘结力。
3 水泥砂浆 7 天强度与 28 天强度的换算关系 为加快试验进度, 节约试验时间, 对水泥砂浆 7 天和 28 天强
度关系进行了研究。由实验所得水泥砂浆 7 天强度与 28 天强度 的数据( 表 2) 。利用线性回归确定 X( 7 天强度) 与 Y( 28 天强度) 的关系, 并进行模型的显著性检验( A= 0. 05) 。
( 5) 采用配比为: 水泥B水B砂 = 6B7B36 的水泥 砂浆, 其 实验
结果与现场岩石 的力 学性能 非常 相似, 是 一 组符 合现 场岩 石性 能的优良配方 。
参考文献: [ 1] 申豫斌, 谢慧才. 碳纤维水泥 砂浆的配 制及力学 性能测试 [ J] . 混凝
土, 2001, 7. [ 2] 陈友治, 丁庆军, 等. 粉煤灰的改性及应用研究 [ J] . 武汉理 工大学学
2. 32
0. 92
K1
1. 60 2. 70 3. 46
K2
3. 37 3. 41 3. 65
K3
5. 62 4. 48 3. 48
R
3. 98 1. 78 0. 19
注: 只考虑将抗压强度作为试验结果, k1, k2, k3表示某 因子在各 水平下抗 压强度的综合平均值; R 表示某因子的极差。
编号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
表 2 水泥砂浆 7 天与 28 天强度统计表
水灰比
水泥B砂
抗压强度( M Pa)
7天
28 天
2. 0
0. 10
0. 46
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1. 8
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1. 4
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1. 22
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( 3) 水泥砂浆的抗压强度和抗折强度在小范围内随砂的粒径
的增大呈明显 增大的规律, 砂的 粒径对 砂浆强 度的影 响较大, 在
进行模拟实验 时应采用同一粒径相同级配的砂。
( 4) 水泥砂浆的抗压强度和抗折强度在小范围内随制样时间 的延长而减小 的规律。在进行模拟实验时应严格控制制样时间,
一般控制在 25min 以内, 并保持每组砂浆的制样时间大致相同。
n
E
y2i -
n y2 ;
i= 1
y = B0 + B1 V
计算得:
V = 2. 37; Sxx= 30. 77; y= 3. 71; Sxy= 39. 39; Syy= 54. 96; B^1 = 1. 28;B^0= 0. 68
故回归方 程: y= 0. 68+ 1. 28x
综上所述 , 水泥砂浆 7 天与 28 天强度 满足以下关系:
试验 序号
因素 A 因素 B 因素 C 抗压强度 抗折强度 弹性模量
( g)
( g)
( g) ( M Pa) ( M Pa) ( 104M Pa)
1
200
250 1800 1. 18
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0. 20
2
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200
350 2200 2. 19
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图 1 水泥砂浆强度与水灰比的关系
当固定砂的用 量时, 水 泥砂 浆的 抗压 强 度和 抗折 强度 在小 范围内随用水量的增大 呈明显减 少的规 律。因为 水泥水化 时需 要的结合水约 为水泥用 量的 20% ~ 25% , 为满 足水泥 砂浆 的流 动性要多加 40% ~ 75% 的水, 当用水量 增大时, 水泥砂浆 中的游 离水增多, 这些多余的游离水在 水泥硬 化时逐 渐蒸发, 在试 件中 留下许多微小的孔洞, 使水泥 砂浆的 密实度 降低。因 而, 降 低了 水泥砂浆的抗 压强度。 2. 3 水泥用量的影响
挤扩支盘桩是近几年发 展起来的一种新桩型, 为一种新型变 截面桩。它是以普通灌注桩为基础, 按承载力的要 求和工程地质 条件的不同, 在桩身不同高度处按一定要求设置承载力盘或分支 在桩身的适宜部位设置若干变径分支和变径承载盘, 依靠分支和 承力盘增加桩的摩阻力和端承力来大幅提高桩的抗压和抗拔力, 具有单桩承载力高、沉降变形小、材 料用量省、施工简便、工期短、 适用区域广等优点。本文结合天 津港 1. 0@ 107t 煤炭下海铁路工 程新建北塘西临修库挤扩支盘桩基础施工进行阐述。 1 工程及地质概况
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水泥砂浆相似材料研究¹
卿 凇1, 黄 戡2, 黄 斌2, 谢国柱2, 陈科平2, 曾四平2
( 1、上海隧道工程股份有限公司, 上海 200032; 2、中南大学地学与环境工程学院, 湖南 长沙 410083)
摘 要: 着重研究了如何利用正交实验模拟现场 岩石的 物理力 学性能; 水 灰比、水泥用 量对水 泥砂浆 强度的影 响; 水泥 砂浆 7 天与 28 天强度的关系; 并寻找到一组符合现场岩石性能的水泥砂浆的优良配方。 关键词: 强度; 正交实验; 线性回归; 性能; 实验
Study of Cemen-t Mortor Used as a Simil ar Material
QIN G Song1, HU A N G K an2, HU AN G Bin2, XIE Guo- zhu2, CHEN Ke- ping2, ZEN G S-i ping2 ( 1、Shanghai T un nel Engi neeri ng LT D . CO , Shanghai 200032, China ; 2、 Insti t ute of GeoS ci . and En vi ronment al Engrg , CS U , Changsha
挤扩支盘桩在某铁路工程中的应用
陈新军, 李鸿年
( 铁道第三勘察设计院, 天津 300251)
摘 要: 通过工程实例介绍了挤扩支盘 桩在天津港 11 0@ 107 t 煤炭下海铁路北塘西临修库的应 用情况, 经过检测 效果良 好。该工法在天津地区一般公民建、高层建筑、桥梁地基加固工程中可广泛应用。 关键词: 挤扩支盘桩; 应用
damage in carbon fiber and it s polymer- mat rix and carbon- mat rix composit es by elect rical resist ance measurement . JO U RN AL O F M AT ER IALS SCIEN CE , 34( 1999) 2703~ 2713. [ 8] D. D . Lchuang . Cement reinf orced w it h short carbon fibers: a mult -i f unct ional mat erial. Com posites, Part B 31 ( 2000) 511~ 526.
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报 1 2001, 11. [ 3] 李世华. 新编建筑材料简明手册[ M ] . 北京: 机械工业出版社, 19981 [ 4] 胡安兵, 等. 水泥 ) 丙烯酸 盐复合浆 液的实验 性研究[ J ] . 地质 与勘
探, 2002, 5. [ 5] 陆璇. 应用统计[ M ] . 北京: 请华大学出版社, 1999. [ 6] CoxDR . Analysis of Binary Dat a . London , 19701 [ 7] X IAO JU N W AN G , SHOU KA I WA N G, D. D. L. CHU N G . sensing
总第 90 期 2003 年第 11 期
西部探矿工程 WEST - CHINA EX PLO RA T IO N ENG IN EERIN G
ser ies No. 90 N ov. 2003
文章编号: 1004 ) 5716( 2003) 11 ) 0148 ) 03
中图分类号: U443115 文献标识码: B
用/ 三因素, 三 水平0 即 L 9( 33) 的 正交试 验来 测试 水泥 石膏 砂浆各组成因素作用的大小及优选配方。复合砂浆的组成成分: 425 号普通硅酸盐砂水 泥( 因素 A ) , 水及 浓度为 1% 的硼砂 溶液 ( 因素 B) , 砂( 因素 C) 。正交试验结果见表 1。
表 1 水泥砂浆正交试验结果
采用水泥砂浆制作模型进行 模拟试验 是一种 行之有 效的方 法, 它能探索许多用数学分析 法不易 解决的 问题; 亦能与 有限元 结合起来, 先做模型试验 了解岩 体应力 ) 应 变规律, 然后 进行有 限元分析, 再用更完善的模型检验有限元的正 确性。此 法既保留 了模型试验 固有的优 点, 又可 充分 发挥 快速 高效 的数 学计 算功 能, 减少进行重复模型实验的工作量。 1 水泥砂浆正交试验
y = 0. 68+ 1. 28x
选用 F 检验法对模型进行检验 , 经检验模型是有效的。 4 结论
( 1) 水泥砂浆的抗压强度 和抗折强度在小范 围内随水灰比的
增大呈明显减少的规律, 而随水泥用量的增加呈明显增大的趋势。
( 2) 水泥砂浆抗 压强度 7 天 和 28 天的关系 为: y = 0. 68+ 1. 28x 。
5. 62
7. 82
选取线性模型: Y= B0+ B1V + e E( e) = 0 D( e) = R2 由最小二乘估计: B^ = y - B^ 1 V B^1 = Sxy / Sxx 利用公式:
Sxx=
n
E
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2i -
n x2 ;
i= 1
n
Sxy= E x iyi- n x y; i= 1
Syy=
总第 90 期 2003 年第 11 期
西部探矿工程 WEST - CHINA EX PLO RA T IO N ENG IN EERIN G
ser ies No. 90 N ov. 2003
文章编号: 1004 ) 5716( 2003) 11 ) 0146 ) 03
中图分类号: T U52 文献标识码: B
2 水泥砂浆试验结果分析 2. 1 正交试验结果分析
水泥为主 要影响因素, 以后依次为水和砂。如果用于提高砂 浆强度, 则优选配方为 A 9 B9 C9 。采 用水泥 砂浆 相似材 料制 作模 型, 工艺简单, 材料来源广, 价格 便宜, 其材 料与岩 石的结构 及破 坏方式均类似, 是一种较好的 相似材料。 采用配 方为: A 6 B6 C6 即 配比为: 水泥B水B砂= 6B7B36 的 水泥砂 浆, 其实 验结果 是: 抗压 强度为 4. 08M Pa, 抗折强 度为 1. 48M Pa, 弹性模 量为 0. 41 @ 104 M Pa. 与现场岩石的力学性能( 抗压强度为 4. 00M Pa, 抗折强度为 1. 50M Pa, 弹性模量为 0. 39 @ 104M Pa) 非常 相似, 是一 组符 合现 场岩石性能的 优良配方。 2. 2 水灰比的影响
固定含水 量, 研究水泥用量 对水泥 砂浆性 能的影 响, 水 泥用
¹ 基金项目: 湖南省交通厅科研基金资助项目( 200020) 。
2003 年 第 11 期
卿 凇, 黄 戡, 黄 斌, 谢国柱, 陈科平, 曾四平: 水泥砂浆相似材料研究
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图 2 水泥砂浆强度与水泥用量的关系
量与抗压强度的影响关系( 图 2) 。当 固定用水 量和砂的用 量时, 水泥砂浆的抗压强度和抗折强度 在小范围 内随水 泥用量 的增大 呈明显增大 的趋势。因为水泥砂 浆的强度 主要取 决于水 泥凝胶 与骨料间的粘结力。当水泥用量增大时, 水泥砂浆中形 成的水泥 凝胶量增多, 从而增大了水泥 凝胶与 骨料间 的接触面 积, 因而提 高了水泥凝胶与骨料间的粘结力。
3 水泥砂浆 7 天强度与 28 天强度的换算关系 为加快试验进度, 节约试验时间, 对水泥砂浆 7 天和 28 天强
度关系进行了研究。由实验所得水泥砂浆 7 天强度与 28 天强度 的数据( 表 2) 。利用线性回归确定 X( 7 天强度) 与 Y( 28 天强度) 的关系, 并进行模型的显著性检验( A= 0. 05) 。
( 5) 采用配比为: 水泥B水B砂 = 6B7B36 的水泥 砂浆, 其 实验
结果与现场岩石 的力 学性能 非常 相似, 是 一 组符 合现 场岩 石性 能的优良配方 。
参考文献: [ 1] 申豫斌, 谢慧才. 碳纤维水泥 砂浆的配 制及力学 性能测试 [ J] . 混凝
土, 2001, 7. [ 2] 陈友治, 丁庆军, 等. 粉煤灰的改性及应用研究 [ J] . 武汉理 工大学学
2. 32
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K1
1. 60 2. 70 3. 46
K2
3. 37 3. 41 3. 65
K3
5. 62 4. 48 3. 48
R
3. 98 1. 78 0. 19
注: 只考虑将抗压强度作为试验结果, k1, k2, k3表示某 因子在各 水平下抗 压强度的综合平均值; R 表示某因子的极差。
编号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
表 2 水泥砂浆 7 天与 28 天强度统计表
水灰比
水泥B砂
抗压强度( M Pa)
7天
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( 3) 水泥砂浆的抗压强度和抗折强度在小范围内随砂的粒径
的增大呈明显 增大的规律, 砂的 粒径对 砂浆强 度的影 响较大, 在
进行模拟实验 时应采用同一粒径相同级配的砂。
( 4) 水泥砂浆的抗压强度和抗折强度在小范围内随制样时间 的延长而减小 的规律。在进行模拟实验时应严格控制制样时间,
一般控制在 25min 以内, 并保持每组砂浆的制样时间大致相同。
n
E
y2i -
n y2 ;
i= 1
y = B0 + B1 V
计算得:
V = 2. 37; Sxx= 30. 77; y= 3. 71; Sxy= 39. 39; Syy= 54. 96; B^1 = 1. 28;B^0= 0. 68
故回归方 程: y= 0. 68+ 1. 28x
综上所述 , 水泥砂浆 7 天与 28 天强度 满足以下关系:
试验 序号
因素 A 因素 B 因素 C 抗压强度 抗折强度 弹性模量
( g)
( g)
( g) ( M Pa) ( M Pa) ( 104M Pa)
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300 2000 1. 42
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3
200
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