煤气化灰渣烘烤球磨活化技术研究

为了提高煤气化灰渣的活性,增加煤气化灰渣资源化利用的途径和范围,实现煤气化灰渣的高值化利用,采用烘烤-球磨-筛分的方法对其进行处理。通过粒径分布试验和SEM试验分析活化前后、不同研磨时间的煤气化灰渣的粒度分布和物质形态,发现颗粒细度直接影响煤气化灰渣的活性,而煤气化灰渣颗粒的分布特征会影响胶凝材料整体的紧密堆积,从而决定硬化体的微观密实程度。通过活化前后的煤气化灰渣与熟石灰的抗压和抗折强度试验验证煤气化灰渣烘烤球磨活化技术的有效性。结果表明:活化后的煤气化灰渣混合料的抗折和抗压强度是未经过活化的煤气化灰渣熟石灰混合料的1.4~3.0倍,证明了煤气化灰渣活化技术的可行性。

钢渣混凝土桩土相互作用机理试验研究

通过设计桩土相互作用可视化试验装置,模拟钢渣混凝土桩加固吹填土地基,对桩周土体的水分含量、孔压值以及桩体对土体的扰动情况进行监测分析,并利用宏观、细观和微观相结合的试验手段,深入研究桩土间产生的物理化学反应及其产物。试验结果表明,桩体具有膨胀挤密土体的作用;桩体能够加快土体的排水减压过程;桩土间产生的物理化学反应及其产物对地基稳定性有着正向加强作用。

深基坑双排桩支护结构上的变形和土压力研究

根据某大型深基坑工程的实测资料,对双排桩支护结构上的截面弯矩、变形和土压力分布特征进行了研究,并对基坑开挖的空间效应、冠梁刚度对土压力的影响、支护结构变形与土压力分布的关系、双排桩支护结构与土的相互作用机制等进行分析。研究表明,深基坑双排桩支护结构上的土压力分布是十分复杂的,用传统的土压力计算方法估算双排桩支护结构上的土压力存在较大偏差。其研究结果为双排桩支护结构上土压力设计计算模式的建立提供了依据。

红黏土的击实特性及其击实后的工程性质

通过击实试验和击实后土样的压缩和剪切试验研究红黏土的变形和强度特性。研究表明:重塑土的最大干密度比原状土的最大干密度大,而重塑土的最优含水率则比原状土的最优含水率小;随击实功增大,土样的干密度增大,而最优含水率减小;含水率稍高的击实土样的水稳定性要比含水率稍低的击实土样的水稳定性好;当含水率较大时,击实土样的相对固结变形量较大,固结稳定并浸水再固结后,原来含水率较小土样的变形增量反而稍微大些。

广西靖西红黏土及其击实后的水稳定性试验研究

为分析红黏土地基及其强夯法加固后的水稳定性问题,对红黏土及其击实样在饱和前、饱和后的固结特性以及剪切特性进行了室内试验。研究表明,土样经过击实后,压缩稳定后的应变值比较小,压缩稳定再浸水后土样的变形只有少量增加;原状土样在剪切过程中一般呈现应变软化的特征;固结饱和后快剪试验强度明显要比固结未浸水试验强度要小。因此,浸水效应对红黏土强度的影响是很明显的。

循环荷载作用下软土的孔压模式和强度特征

通过循环三轴剪切试验,研究原状软土的变形和孔压发展规律。建议了一个循环荷载作用下孔隙水压力的发展模式。研究了不排水循环荷载作用下软土的动强度以及作用后饱和软土静强度的衰减特征,讨论了周围固结压力和荷载作用频率对动强度的影响。研究表明,在某一轴向应变条件下,循环次数随循环剪应力比的增加而迅速减小;随循环剪切应力比的增大,饱和软土的静强度有一定衰减。

三轴冲击荷载作用下红黏土的力学性状

利用室内动三轴试验系统来研究冲击荷载作用下红黏土的变形和强度特性,包括重塑土样在不同冲击应力、不同围压、不同冲击次数下的试验。研究结果表明,经受过冲击荷载作用的土样的应力–应变关系曲线一般随冲击次数的增加而升高,即表现为强度的增大;随围压的增大,通过增加冲击次数而提高土样抗剪强度的效果更为明显,亦即在实际工程中,增加每个夯点的夯击次数对加固深层地基土的效果更为显著;在试验围压范围内,随冲击应力增大,土样的强度值相应增大。

单井点和单排井点布置的真空降水现场试验及比较研究

研究单井点和单排井点真空降水条件下,地层中地下水水位和抽水流量,在重力场和真空压力场耦合作用下的变化过程,并进行比较分析。试验表明,对于单井点排水条件,随着真空负压力和抽水井深度的增大,水位的下降有一定增加,而离开抽水井点较远处的水位下降更为明显。单排井点布置条件下,随着抽水井深度和抽水井间距的增大,无论是抽水井点布置方向还是垂直于抽水井点布置方向的地下水位的下降深度将有明显增大,而沿抽水井布置方向的水位下降深度更为显著。此外,在多次反复降水条件下,后续降水过程中地下水位的下降速率将有增快的趋势。试验还表明,抽水井井口的负压力小于真空泵出水口处的负压力,损失量可达12.5%,因此,在进行真空降水设计时需要考虑出水管道的长度。

钻杆直径对标准贯入试验N值影响的试验研究

目前在岩土工程勘察中进行标准贯入试验(SPT)应用更多的是φ50钻杆,这与规范规定的φ42钻杆有所不同。在山西孝义某工程用两种直径的钻杆进行了标贯试验结果对比,统计分析了钻杆直径对标贯击数N值的影响。对比结果表明,钻杆直径对标贯试验击数N值有一定的影响,在不同的试验深度和地层中对标贯击数N值影响结果也有所不同。在0~30 m范围内,φ42钻杆与φ50钻杆测得标贯击数N值的平均值比值在0.85~0.87之间,30~40 m范围内φ42钻杆与φ50钻杆测得标贯击数N值的平均值比值为1.09。在粉质黏土和粉土中φ50钻杆所测得标贯击数N值大于φ42钻杆,在密实砂土中,两种钻杆所测得标贯击数N值较为接近。

粉煤灰和矿粉含量对混凝土抗硫酸盐腐蚀影响的试验研究

在普通硅酸盐水泥混凝土中加入一定的粉煤灰和矿粉来改善混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能是可行的。研究表明,掺入10%、20%和30%的粉煤灰能够满足各个强度等级混凝土的抗硫酸盐性能指标。对于S95矿粉,在高强混凝土中(C40、C45)掺量达到30%,仍然可以满足混凝土抗硫酸盐性能指标,而强度稍低的混凝土(C30、C35)中,经过150次硫酸盐侵蚀后试件强度已经低于70%,未能达到标准要求。在各个强度等级配合比中,掺粉煤灰的混凝土抗硫酸盐性能要明显优于掺矿粉,但掺料掺量增加后试件抗硫酸盐性能稍有下降。

夯扩桩加固湿陷性黄土地基机理研究

通过现场试验对夯扩挤密桩加固湿陷性黄土地基的机理进行研究。利用现场取得的加固前的原状土样和加固后的土样进行室内对比试验,测定加固前、后桩间土的物理力学性质指标(如孔隙比、湿陷系数和密实系数等)的变化。根据这些结果,分析了夯扩挤密桩加固湿陷性黄土地基的效果和夯扩挤密桩在水平方向和深度方向的挤密程度和影响范围。最后讨论了工程实践中夯扩挤密桩设计应采取的合理的桩间距。

深厚软土地基上振动沉拔钢护筒对周围土体扰动影响的研究

根据现场测试结果研究深厚软土地基上振动沉拔钢护筒对周围软土的扰动影响。测试结果表明:护筒在振动沉拔过程中对土体的挤压位移(包括地表沉降、地表位移和深层水平位移)不大。随着钢护筒入土深度的增加,土体局部范围内产生较大的挤压应力和孔隙水压力,但挤压效应的影响主要集中在距离钢护筒中心半径为1.5m的范围内。同时,产生深层水平位移最大值的位置随着钢护筒的入土深度增加而不断下移。

卸荷条件下粉质粘土变形性状研究

通过室内应力控制的三轴试验研究卸荷条件下土体的应力-应变关系和孔隙水压力变化特征,得到变形模量的确定方法。研究表明:在初始偏压应力固结条件下,无论是轴向压力保持不变而侧向压力不断卸荷,还是轴向压力和侧向压力同时卸荷,其应力-应变关系均表现为较好的双曲线函数关系。而且,侧向固结压力愈大,强度值愈大。在卸荷过程中,随剪切应力的增大和剪切应变的发展,土样呈现剪胀趋势并在后期产生较大的负孔隙水压力。不排水条件下由于负孔隙水压力的存在,土样的表观强度略有增大。

预排水动力固结法处理吹填粉土地基的试验研究

为加固新近吹填的处于流塑状态的粉土地基,首先采用轻型井点降水和动力碾压的方法使地基具有一定的初始承载力。然后,施加较大的强夯动力荷载,从而使地基承载力得到显著提高。这一新的综合加固技术称之为＂预排水动力固结法＂。通过现场测试,研究了施工过程中诸如井点降水的影响范围、强夯时孔隙水压力的变化范围、深层沉降的变化等问题。同时,对强夯夯击遍数、每点夯击次数、遍与遍之间的间隙时间等有关问题进行讨论。研究表明,预排水动力固结法可显著提高吹填粉土地基的承载力。

粉土地基真空井点降水效果及土颗粒迁移效应

为研究粉土地基中群井条件下的真空井点降水过程及降水效果,进行了现场试验。试验表明,群井条件下,随井点间距的减小和井点深度的增大,水位下降要快得多。由于群井降水具有显著的三维空间效应,所以,群井降水引起的地下水位降低要比单排井点和单井点更为显著,同时,降水引起的地下水位下降范围也更大,这一效应随井点深度的增加更为明显。由现场取得原状土样进行的室内渗透试验表明,连续抽水后,在真空和水力的双重作用下,土层中的土颗粒有明显的迁移,导致地层中土的孔隙比增大,渗透系数也明显增大。

利用Ⅱ级粉煤灰的灌注桩室内试件和现场取芯试件的耐久性研究

进行了现场混凝土桩体的钻芯取样的室内抗硫酸盐试验和抗氯离子渗透试验,包括不同物质组分、不同配比、不同外加剂条件下配置的混凝土。研究表明,现场钻芯取样混凝土试件比实验室成型混凝土试件的质量更好,相同配比条件下混凝土试件的强度略高,而混凝土材料的抗硫酸盐性能也稍好。随着混凝土中粉煤灰掺入量的增加,混凝土的抗硫酸盐能力有一定的提升。对比不同试验组混凝土抗硫酸盐性能,发现同一根桩的较深处,混凝土抗硫酸盐性能会好于较浅处的混凝土,而经过硫酸盐干-湿循环侵蚀作用150次后的强度降低幅度也稍小,其原因可归结为桩深处的混凝土受到的重力较大,形成的浆体较为密实,因此其强度和耐久性就好。

预排水动力固结法加固新近吹填软土地基的试验研究

本文提出一种将轻型井点降水、动力碾压与强夯动力固结联合的新的加固技术(即预排水动力固结法),用于加固新近吹填的软土地基,它可以充分利用"轻型井点降水法"和"动力固结法"各自的优点,且又相互作用,加固效果良好。结合现场测试资料,本文研究了施工过程中诸如井点降水的影响范围、强夯时孔隙水压力的变化范围、深层沉降的变化等问题。同时,还对强夯夯击遍数、每点夯击次数、遍与遍之间的间隙时间等有关问题进行了讨论,最后对加固后地基的承载力进行分析。

抗硫酸盐腐蚀混凝土中粉煤灰临界掺量的估算方法

粉煤灰的火山灰效应在混凝土抗硫酸盐腐蚀方面可发挥有利作用。本文基于粉煤灰中的SiO_2与水泥中的C_3S和C_2S水化反应所产生的Ca(OH)_2发生火山灰反应的反应式,根据所用水泥中的C_3S和C_2S以及粉煤灰中的SiO_2含量,提出了抗硫酸盐腐蚀混凝土中的粉煤灰临界掺量的估算方法,以最大限度发挥粉煤灰的火山灰效应,发挥其在混凝土抗硫酸盐腐蚀中的最大作用;混凝土耐久性试验结果也验证了本方法的正确性。

广西靖西红粘土的工程特性研究

红粘土是一种特殊的粘性土,有明显的区域性。本文对广西靖西红粘土的工程特性进行了研究,包括颗分试验、化学成分试验、膨胀性试验、三轴试验、固结压缩试验、击实试验等。研究表明,广西靖西红粘土基本为原生红粘土,颗粒组成基本为粘粒和胶粒;矿物成分主要为高岭土、三水铝石及褐铁矿、铁铝氧化物;具有胀缩性;在较大的压缩应力作用下,土样仍有较大的孔隙比;红粘土的破坏面为一个曲面变化形态,试样首先沿较为软弱的不规则面发生,然后才形成贯通的滑动面。尽管土样在破坏时出现明显的剪切破坏面(表现为一定的脆性破坏特征),但其应力应变关系呈现应变硬化的特点,体现了红粘土有很强的粘滞特性;随着击实功的增大,土样的干密度增大。但击实功达到一定程度时,干密度的增加量开始减小。

第七届全国岩土工程实录交流会特邀报告——桩基础的发展现状综述

桩基础仍是研究的热点和发展最快的基础型式。根据国内外近年来桩基础研究取得的相应成果,重点介绍了①桩基础设计新方法;②桩基的新类型;③桩基施工新技术;并提出了未来桩基发展的新趋势。