Effect of Sample Disturbance on Unconfined Compression Strength of Natural Marine Clays

Quantitatively correcting the unconfined compressive strength for sample disturbance is an important research project in the practice of ocean engineering and geotechnical engineering. In this study, the specimens of undisturbed natural marine clay obtained from the same depth at the same site were deliberately disturbed to different levels. Then, the specimens with different extents of sample disturbance were trimmed for both oedometer tests and unconfined compression tests. The degree of sample disturbance SD is obtained from the oedometer test data. The relationship between the unconfined compressive strength q u and SD is studied for investigating the effect of sample disturbance on q u. It is found that the value of q u decreases linearly with the increase in SD. Then, a simple method of correcting q u for sample disturbance is proposed. Its validity is also verified through analysis of the existing published data.

铁尾矿废石免烧透水砖制备及性能研究

以铁尾矿废石、水泥和铁尾矿粉为原材料,静压成型制备铁尾矿废石免烧透水砖,研究了成型压力、保压时间、养护时间、水胶比、孔隙率对透水砖抗压强度、透水系数的影响,通过SEM分析样品的微观形貌。结果表明:配合比设计参数为设计孔隙率20%,水泥10%,铁尾矿粉10%,铁尾矿废石80%,水胶比0.4,减水剂掺量为1.5%;透水砖的最佳工艺条件为成型压力8 MPa,保压时间50 s,标准养护28 d,在此条件下制得的透水砖抗压强度为10.4 MPa,透水系数为2.24×10^(-2) cm/s。

不同母土对水泥土微观结构及强度的影响

为探究多元变量组合差异下水泥土强度的变化规律,以江西省内常见的黏性土、砂性土和砂砾土为研究对象,在不同配合比方案下开展无侧限抗压强度试验,并通过SEM测试分析水泥土微观结构。试验结果表明,在母土为最优含水状态下的三种水泥土中,水泥掺入比为21%(质量分数,下同)、水灰比为0.5、土质含砂砾率为100%的水泥土抗压强度最高,其C-S-H凝胶含量较多,孔隙数量较少,砂砾基质的粒状骨架较多。

螃蟹壳改良疏浚泥抗压强度试验研究初探

碳达峰与碳中和背景下,废弃泥的资源化利用是土木工程建筑业实现绿色发展的关键举措。探讨了废弃物螃蟹壳在提高高含水率疏浚泥无侧限抗压强度方面的可行性试验研究,分析螃蟹壳的添加对固化高含水率疏浚泥无侧限抗压强度的影响。试验结果表明:在相同养护龄期下,含螃蟹壳的固化高含水率疏浚泥与未含螃蟹壳的固化高含水率疏浚泥相比,螃蟹壳的添加会引起疏浚泥无侧限抗压强度的增加,且增加的幅度呈现出伴随螃蟹壳含量的增加而增大的趋势,其中螃蟹壳含量为10%的固化土的增幅最为显著;一定范围内,固化疏浚泥破坏应变伴随螃蟹壳含量增加表现出增加的变化趋势,含螃蟹壳的固化土的破坏应变比不含螃蟹壳的固化土更大,韧性更好。最后,通过拟合曲线分析了含螃蟹壳的固化疏浚淤泥的变形系数与无侧限抗压强度之间定量关系。

蒸压加气混凝土砌块抗压强度检测的新思路

GB/T 11969—2020《蒸压加气混凝土性能试验方法》中抗压强度的检测方法未对含水率低于8%时的试验过程做详细的规定,各个实验室在进行加气块的抗压强度检测时方法不统一。用加水的方式控制加气块含水率是实验室常用的方法,通过对比加气块中部和外部的含水率,可以看出由于操作原因会导致加气块内部水分分布不均匀,致使所测得的抗压强度有所差异。为了避免以上情况,考虑去掉加水控制含水率的过程。假设加气块干燥状态时的抗压强度与固定含水率时的抗压强度存在固定关系,即f_(含)=Kf_(干),只要求出系数K,在以后的试验中,只需测定加气块干燥状态的抗压强度,代入系数即可求得对应含水率的抗压强度,通过分析大量试验数据,证实了新思路的可行性。

高含水量水泥土工程特性试验研究

为研究高含水量水泥土工程特性,对不同配比的高含水量水泥土试块进行了无侧限抗压强度试验以及直剪试验。结果表明:可以采用水泥土含水量与水泥掺入量的比值作为评价水泥土性质的参数,且采用幂函数能够较好地表述水泥土强度和含水量与水泥掺入量比值的关系。将龄期为28 d时的水泥土强度作为基准,利用对数函数估算不同龄期下的水泥土强度值。本次试验观测到水泥土的变形模量约为强度的86.5倍。水泥土的内摩擦角随着强度的增加而增大,本次试验中水泥土的无侧限抗压强度从85.4 kPa增加到1811 kPa时,对应的内摩擦角从30.4°增加到45.0°。水泥土的黏聚力随强度的增加呈线性增大,本次试验中黏聚力约为强度的0.181倍。

万福煤矿不同含水率砂岩蠕变力学特性试验研究

为研究深部巷道围岩在地下水作用下的长期蠕变力学特性,采用自主研制的深部软岩五联流变试验系统,开展不同含水率(0%、0.8%、1.6%、2.4%、3.3%)下砂岩吸水软化单轴压缩试验及单轴蠕变试验。通过试验结果研究表明:砂岩的单轴抗压强度、弹性模量和蠕变破坏应力与含水率呈指数下降关系,蠕变破坏应力与单轴抗压强度的比值在0.76~0.84之间;砂岩衰减蠕变阶段时间随着含水率的增加而减少,随应力水平的增加而增加。径向应变比轴向应变先进入稳态蠕变阶段,破坏应力下径向应变的加速蠕变阶段开始时间要先于轴向应变;基于稳态蠕变速率曲线确定了砂岩的长期强度,径向稳态蠕变速率确定的值略小于轴向,长期强度与含水率之间满足负指数关系;将蠕变试验中径向应变与轴向应变之比定义为μc,提出了基于μc值的岩石长期强度确定方法且μc值与含水率无关,对于本次砂岩样品可以认为μc值大于0.3时样品会在一定时间内发生加速蠕变破坏;随着含水率的增加,样品破坏形态由单斜面剪切破坏逐渐演变至X状共轭斜面剪切破坏。研究结果为地下水作用下巷道长期稳定性分析及巷道蠕变破坏的提前预报提供可靠的理论依据。

水泥稳定火山岩碎石体积及力学性能研究

为实现火山岩集料在沥青路面基层的资源化利用,设计基于火山岩的水泥稳定碎石,通过试验对比火山岩水泥稳定碎石与传统石灰岩水泥稳定碎石的体积(最佳含水率、最大干密度)和力学特性(无侧限抗压强度)。结果表明,相比石灰岩集料,火山岩集料密度相对较小、强度和抗磨耗性能较低而吸水率相对较大;相同条件下,水泥稳定火山岩碎石相比水泥稳定石灰岩碎石的最佳含水率相对较高,而最大干密度整体降低约16.5%;相比石灰岩水稳碎石,火山岩水稳碎石在相同条件下的强度明显较低,为满足4.5 MPa强度设计要求,火山岩水稳碎石需在石灰岩水稳碎石基础上增加约1%水泥用量。

组成对淤泥免烧陶粒性能的影响研究

为实现河道淤泥资源化高效利用,在对河道淤泥进行成分分析和预处理的基础上,以淤泥为主料,以聚乙烯醇为成孔剂,生石灰、石膏共同作为激发剂,采用免烧法制备成陶粒,从组成的角度研究对陶粒的吸水率、单粒抗压强度、堆积密度的影响,最后通过正交试验优化试验配合比。研究结果表明:利用淤泥制备免烧陶粒,当用水量为原料总质量的80%时易成球且较为均匀;随着成孔剂掺量的增加,吸水率增大,单粒抗压强度和堆积密度下降;随着淤泥与水泥比例的增加,吸水率降低,单粒抗压强度和堆积密度增大;随着激发剂掺量的增加,吸水率有小幅提高,单粒抗压强度和堆积密度均呈现先增大后降低的趋势;通过正交试验确定淤泥免烧陶粒的最佳配合比:淤泥与水泥质量比为0.8,成孔剂的掺量为淤泥质量的4%,激发剂掺量为淤泥质量的7%。

苏北高液限土的工程特性试验研究

通过原位测试和室内试验等手段,对苏北高液限土的工程特性进行了研究。研究结果表明:高液限土的液限对分类定名、状态等物理性质有显著影响,含水量相同时,液限越高,土的状态越硬,高液限土的强度及承载力远高于同含水量的淤泥质土,高液限土的压缩系数大,压缩模量小,固结系数随液限的增大而减小。苏北地区高液限土具有高含水率、高压缩性、固结系数低、强度相对高的特点,必然会表现出不同于一般粘性土的工程性质,研究结论可为高液限土地基处理等岩土设计和研究提供参考。

冻土强度特性及其主控因素综述

冻土强度是冻结法施工及冻土构筑物安全评估中的关键力学参数。然而,冻土强度特性十分复杂,受到环境温度、土体类型、含水量、应变速率等诸多因素的影响,目前还缺少统一的结论。鉴于此,文章对冻土强度的相关试验成果进行了全面回顾,并总结了各因素对冻土强度的影响规律及其作用机理。文献调研结果表明,冻土强度随温度的降低而增大,在工程常见温度范围内二者近似呈线性关系。温度降低所引起的冰强度增加和未冻水含量降低是冻土强度增大的主要原因;当温度低于一定阈值后(如-80℃),冻土强度达到最大值并不再变化。非饱和冻土的抗压强度随含水量的增加而增大,原因在于其饱冰度会随着含水量的增加而增加,使得土颗粒与冰晶体的黏结作用增强。对于饱和冻土,含水量的增加会导致冻土密实度降低,其强度随含水量的增加而降低。冻土抗拉强度与抗压强度具有较强的相关性,其压拉比随土体类型的不同存在较大差异,在3~12之间。整体来看,影响冻土强度的因素众多,目前的研究工作多基于单一影响因素,针对多种因素耦合作用、应变速率影响和抗拉强度的研究仍较少,相关工作有待进一步深入。

初始含水率和有机质对水泥土强度影响规律试验研究

为研究不同初始含水率和有机质含量下水泥土的抗压、抗折、抗剪强度变化规律及其相互关系,选取珠海典型软土制备不同水泥土试样,分别进行无侧限抗压试验、抗折试验、压缩试验以及三轴剪切试验。分析不同初始含水率、水泥掺量和有机质含量对水泥土抗压、抗折和抗剪强度的影响。结果表明:水泥土无侧限抗压强度与抗折强度均随初始含水率和有机质含量的升高而降低,且水泥掺量越大,降低的幅度越大。初始含水率从40%提高到80%,抗压强度降低幅度达80%;有机质含量从3%升至20%,抗折强度降低约30%,抗压强度降低幅度达35%,且初始含水率越高,有机质含量对强度的影响程度越大。压缩模量随水泥掺量的增加而提高,提高的幅度随含水率升高先增加后减小。三轴试样剪切破坏形式随着初始含水率的提高由脆性向塑性转变,内摩擦角和黏聚力随含水率的升高、水泥掺量的降低呈非线性下降趋势,初始含水率从40%增至80%时水泥土的内摩擦角降低0.25~0.42倍,黏聚力降低约0.52倍。基于试验结果,建立抗压强度与抗折强度、压缩模量、黏聚力之间的线性经验公式,并根据无侧限抗压强度与水泥掺量和有机质含量的经验关系,给出不同初始含水率和有机质含量下水泥土搅拌桩现场施工水泥掺量取值范围,为软土区域水泥土搅拌桩的设计和施工提供参考。

水胶比对超高性能混凝土强度的影响

利用紧密堆积理论设计胶凝材料和细骨料的配合比,研究不同水胶比(0.135~0.165,质量分数,下同)对超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)施工性能、抗压强度的影响;对不同水胶比的UHPC拌合物进行含气量(体积分数,下同)测试;并利用低场磁共振分析和扫描电镜分析,研究UHPC试件的孔结构和微观形貌。结果表明:随着水胶比的增大,UHPC拌合物的扩展度增大并呈现线性关系;UHPC的抗压强度随着水胶比的增大呈现先增大后减小的趋势,在水胶比为0.15时抗压强度达到最大;水胶比为0.15时含气量最小,并且抗压强度与含气量之间存在良好的线性关系;水胶比为0.15时的孔结构最优,基体最密实。

预湿与附加用水组合处理方式下高红砖含量再生粗骨料替代率对C20混凝土性能影响研究

研究了预湿与附加用水组合处理方式下,高红砖含量再生粗骨料替代率对C20再生粗骨料混凝土流动性能与抗压强度以及界面微观结构的影响。结果表明,在预湿与附加用水组合处理方式下,当高红砖含量再生骨料替代率小于50%时,混凝土流动性能与抗压强度受再生骨料替代率的影响较小;当再生骨料替代率超过50%后,即便采用预湿与附加用水组合处理方式,混凝土减水剂用量仍显著增大,混凝土流动性能受到明显影响,同时混凝土7、28 d抗压强度均显著降低;高红砖含量再生粗骨料对混凝土骨料与浆体界面结构的弱化作用,是其替代率过大时,混凝土抗压强度降低的主要原因。

脱硫废水替代工艺水制备免烧砖影响因素试验研究

以免烧砖基本物理性能抗压强度和氯离子固化率作为主要性能指标,开展了脱硫废水替代工艺水制备免烧砖影响因素试验研究。结果表明:脱硫废水与去离子水制得免烧砖无明显性能差别;在一定范围内,水料比越小,各性能越优,就本试验而言,水料比为0.3时,各性能达到最优;粉煤灰、炉渣、石灰、水泥掺合量分别在0.2、0.3、0.15、0.25时性能最优;加工工艺试验表明:预先将石灰与脱硫废水混合,试验组与对照组相比各性能均有明显提高,抗压强度从15.08 MPa升高至22.43 MPa,吸水率从26.79%降低至16.76%,氯离子结合率从33.76%升高至52.11%。本研究为脱硫废水替代工艺水制备免烧砖提供了依据。

基于规划求解的水泥粉煤灰混合料配合比设计方法

为提高水泥粉煤灰混合料的设计质量,提出了基于规划求解的水泥粉煤灰混合料配合比设计方法。利用规划求解的方式,通过试验确定粉煤灰和水泥掺量对混合料无侧限抗压强度、干密度、含水量的影响,最终确定水泥与粉煤灰的配合比。试验结果表明:当粉煤灰的掺量为11%,水泥的掺量为5.5%时,水泥粉煤灰混合料的无侧限抗压强度达到了最高值,并且混合料的干密度和含水量也满足标准要求,水泥粉煤灰混合料设计配合比为5.5∶11,施工配合比为6∶11.5时混合料的性能表现最佳。

基于工业副产物的高含水率固化土力学特性试验研究

我国东部沿海地区广泛分布高含水率、高压缩性、低强度的软黏土,其工程特性较差。为提高土体强度,以普通硅酸盐水泥为基础,分别以矿粉、粉煤灰换掺部分水泥,同时掺入碱性激发剂石膏粉对软黏土进行固化处理,通过无侧限抗压强度试验对不同配比固化土的强度进行研究。试验结果表明,固化土无侧限抗压强度随龄期的增加而增长,3~7 d强度增长较快,7~28 d增长速率放缓;固化土强度随龄期的增长规律接近于规范中给出的经验值,固化土变形模量为其强度的45.9~114.7倍;养护时间达到28 d时,掺入比为10%水泥+10%矿粉+5%石膏的固化土强度最高,达到2700.0 kPa,15%水泥+5%粉煤灰+5%石膏的固化土强度最低,为743.9 kPa;石膏粉对矿粉的激发作用明显强于粉煤灰,其对土体强度的增长起主导作用,但过量的矿粉不利于土体后期强度的增长。结合原材料价格和固化土强度,5%水泥+15%矿粉+5%石膏最为经济合理,为本次试验的最优配比。

石灰改性膨胀土工程性质的试验研究

通过对济南、淄博地区膨胀土的室内物理力学性质、石灰改性的系列试验分析,确定了膨胀土的等级、改性后土的胀缩性、强度与剂量的关系及掺入石灰的最佳配比。

含水率和含盐量对冻土无侧限抗压强度影响的试验研究

为了探索冻土的力学性质,开展了不同含水率、不同Na2SO4含量条件下冻结低液限黏土的无侧限抗压强度试验,探讨了含水率、Na2SO4含量对冻土应力应变特性、强度与破坏类型的影响,以及冻土无侧限抗压强度与上述两影响因素之间的关系。试验结果表明:随着含水率的升高,冻土逐渐表现出塑性;Na2SO4含量越高,脆性破坏特性越显著。冻土强度随含水率和Na2SO4含量的升高先增加,达到最大强度后迅速降低,最大强度对应的含水率为17.5%。含水率为13.5%时,最大强度对应的Na2SO4含量为4.4%,含水率为15.5%与17.5%时,最大强度对应的Na2SO4含量为5.8%。

基于最优含水率的聚丙烯纤维增强膨胀土强度研究

将不同长度的聚丙烯纤维按照0.0%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%的重量比分别掺入膨胀土中配制试样,通过大量的室内试验研究了聚丙烯纤维对膨胀土强度的影响规律。试验结果表明:随着纤维的加入,膨胀土的抗剪强度得到了明显的增强,且无侧限抗压强度也随着纤维含量的增加而急剧增加,但当纤维含量超过最优加筋量0.3%时,加筋膨胀土的无侧限抗压强度和抗剪强度反而呈现降低趋势。相同纤维含量的情况下,膨胀土的强度也会随着纤维长度的增加而明显增加,同时聚丙烯纤维还可以增加纤维复合膨胀土的峰值强度,延缓土样的破坏,其研究结果为膨胀土性质的改良提供一种可借鉴的方法。