水泥固化土固化机理及抗冲刷特性

为了完善水泥固化土抗冲刷性能方面的研究,使水泥固化土在水下结构防护中得到应用,在砂土和黏土中分别掺入水泥和与液体固化剂,采用土体冲刷函数测定仪(EFA)对水泥固化土开展了抗冲刷性能试验。在分析砂土和黏土的固化作用机理基础上,研究了固化剂和固化时间对水泥固化土抗冲刷性能的影响。研究结果表明:水泥固化土的强度随固化时间的增长而增大,黏土的强度快速增长阶段要早于砂土;固化剂可以有效提高土体的起动切应力,同时可以大幅减小土体的冲刷速率,明显提高了土体的抗冲刷强度;起动切应力的增长速率随固化时间增长逐渐减缓,存在临界最大值。根据起动切应力的变化特征提出了水泥固化土起动切应力预测模型,经试验数据对比,该模型可以较好地预测水泥固化土的起动切应力随固化时间的变化规律。

滇西北岩质边坡生态修复基材抗冲刷性能试验研究

工程建设的开发形成了大量的裸露岩质边坡,水土流失严重,导致矿山地质灾害等一系列生态环境灾难。由于对于高海拔矿山岩质边坡的研究案例仍然很少,为了验证适合在高寒山区岩质边坡进行生态修复的生态基材的抗冲刷性能,本文采用小车边坡模拟试验进行了生态基材冲刷试验。首先测量了生态基材冲刷的径流量和侵蚀量,然后计算了坡体的抗冲刷强度,最后讨论了坡度、降雨强度、植物种类对坡体抗冲刷性能的影响,并通过现场试验,检查基材抗冲刷性能。研究结果表明:通过对比不同降雨强度下模拟边坡的抗冲刷性能指标,可以发现随着降雨强度增加,模拟坡体的径流量、侵蚀量会明显增加,坡体抗冲刷强度指标会明显下降;在同等条件下,模拟45°坡面比模拟60°坡面的径流率要高,但是侵蚀率要低;护坡植物能有效提高坡体的抗冲刷性能,不同植物的搭配对于边坡的抗冲刷性能有不同影响,从试验结果来看,混播黑麦草和紫花苜蓿效果明显强于单播黑麦草。该研究结果可为高寒山区岩质边坡的生态基材抗冲刷性能提供理论依据及边坡生态修复提供技术支持。

地基改良技术对基底抗冲刷稳定性的有限元分析

为了提高土工织物管系统整体的稳定性,本文使用Plaxis对四个方法案例进行有限元分析,模拟土工织物管系统的外部故障,评估预防措施的性能。分析结果表明:与传统土工织物管的施工方法相比,采用地基改良技术后,极限水平位移相对较小,但整体稳定安全系数没有显著提高。应用凹陷基底结构法和砾石改良地基法之后,能在一定程度上改善土工织物管系统支撑路堤的整体性能和稳定性。但两种方法的组合却不能提高土工织物管系统的整体性能,反而会增加施工成本,耽误施工进度。整体而言,凹陷基底结构法在降低极限水平位移和提高整体稳定安全系数方面是一个相对更好的选择。

高强度耐蚀抗冲刷无机磷酸盐铝涂层的设计制备及其性能研究

空气中的尘埃和沙粒等在高速气流的作用下将对发动机蜂窝组件等造成严重的冲蚀,同时盐雾、酸雨等腐蚀性液体也会对蜂窝组件产生腐蚀。冲蚀与腐蚀的耦合作用导致蜂窝组件不可逆损伤,并严重影响其服役寿命。为解决冲蚀与腐蚀的耦合损伤,文章开展了国产化无机铝涂层的研制及性能评价,研制的涂层材料结合强度≥70 MPa、中性盐雾腐蚀>2500 h、抗冲刷性能≥11.8 L/μm,相关指标达到了国外同类先进材料水平。

含砂量对黄原胶复合黏性土抗裂和抗冲刷性能的影响

为增强黏性土的抗裂和抗冲刷性能,对掺加不同含量砂土的黄原胶复合黏性土开展了一系列室内蒸发、干缩开裂和抗冲刷试验,通过测算试样含水率和土体抗冲刷系数,结合图形分析软件定量分析了土体表层裂隙的发育情况,以研究复合黏性土体内部水分变化规律及其抗裂和抗冲刷性能。结果表明:随着黏性土中砂土颗粒的掺入,试样的裂隙率、裂隙宽度和受冲刷破坏程度呈现先增大后减小的趋势;当含砂量为30%时,素土及黄原胶复合试样的裂隙率、裂隙宽度和受冲刷破坏程度均为各含砂量下的最大值;当含砂量为50%左右时,对于黄原胶复合黏性土,黄原胶胶体与砂土颗粒形成具有一定强度的稳定结构,其抗冲刷性能得到显著提高。

砂砾土注浆结石体抗冲刷特性试验研究

砂砾土广泛分布于洪涝灾害多发区,而注浆是提高土体抗冲刷能力的一种常用方法,探明注浆对砂砾土抗冲刷特性的影响对于提高砂砾土路基的防洪性能有重要指导作用。通过自行设计的动水冲刷试验台进行砂砾土注浆结石体动水冲刷试验,以颗粒冲刷流失率作为注浆结石体抗冲刷性能的定量评价指标,研究砂砾土注浆结石体在不同动水流速、含水率、注浆量以及养护龄期下的冲刷特性变化规律,并采用灰色理论分析动水流速、含水率、注浆量以及养护龄期与砂砾土注浆结石体颗粒冲刷流失率之间关联度。结果表明,冲刷的动水流速越高,砂砾土注浆结石体的颗粒冲刷流失率越高;砂砾土处于低水流速环境中时,增大注浆量可有效降低砂砾土的颗粒冲刷流失率;当砂砾土处于高水流速环境时,通过提升注浆量并不能有效提高抗冲刷效果;砂砾土注浆结石体在处于最优含水率时抗冲刷能力最强;随着注浆量的提升,结石体抗冲刷能力不断增大,但增速逐渐降低,而留存结石体形态逐渐从不规则锥形体发展为椭球体,留存结石体的尺寸也在不断增大;随着养护龄期的增长,注浆结石体的抗冲刷能力有一定的提升,但增长速度逐渐降低趋于平缓;对砂砾土结石体冲刷流失率影响程度从大到小依次为动水流速、含水率、注浆量和养护龄期。

生态混凝土植生与抗冲刷性能研究

通过设计生态混凝土植生试验以及包含3种坡面状况、4种边坡坡度、3种降雨强度的冲刷试验对生态混凝土的植生性能及其与植物结合后的抗冲刷性能展开研究。植生试验结果表明:植生20天时,生态混凝土组植株最高为22.5 cm,植物斑化指数为95.37%,植物覆盖率为102.6%,生态混凝土组与素土组的植物茎叶生长状况相差不大,但素土组植物根系普遍更长;植生40天时,两组根系分布范围接近。冲刷试验结果表明:素土边坡与生态混凝土覆土边坡的土体流失量在特定条件下会随降雨累积量的增加产生激增,而生态混凝土植生边坡的土体流失量在各条件下均未激增;相同冲刷条件下抗冲刷性能为生态混凝土植生边坡>生态混凝土覆土边坡>素土边坡。

基于生态无砂混凝土护岸的植物抗冲刷性能

生态无砂混凝土因透水透气性强、可联通水陆域生态环境等优点,已被广泛应用于河道人工生态护岸工程。然而,生态无砂混凝土在满足河道岸坡稳定的同时,在其上生长的植物还需满足一定的抗冲刷能力。为揭示生态无砂混凝土植物壅水机理及降低水流流速效果,探究基于生态无砂混凝土护岸的植物抗冲刷性能,概化设计了室内冲刷试验,通过控制不同流速,分析生态无砂混凝土上生长的不同植物对水位及流速的影响。研究结果表明:受植物高度和易倒伏程度影响,狗牙根植草壅水效果优于马尼拉草皮;受植物密度对水流紊动强度的影响,马尼拉草皮降低水流流速效果优于狗牙根植草;同一断面处,距离植物层越近的区域,植物降低水流流速效果越明显,流速降低率最高达75.24%;马尼拉及狗牙根可承受的水流流速为5 m/s。研究成果可为江河岸坡生态无砂混凝土施工工艺完善及植物选配提供参考。

W-OH加固花岗岩残积土边坡的抗冲刷性能研究

花岗岩残积土在降雨冲刷作用下易浸水软化崩解,从而导致边坡发生失稳破坏等地质灾害。以花岗岩残积土为研究对象,采用模拟降雨冲刷试验,研究了不同W-OH溶液质量分数(0%、1%、2%、3%、4%)、降雨强度(90、180、270 mm/24 h)以及边坡坡度(33°、45°、53°)对花岗岩残积土边坡抗冲刷性能的影响。研究结果表明,W-OH溶液通过产生对土颗粒的胶结包裹和凝结固化后生成多孔弹性薄膜的缓冲作用,有效改善了花岗岩残积土边坡的抗冲刷性能,为W-OH用于花岗岩残积土边坡防护提供了理论支持和参考。

抗冲刷混凝土坍落度试验研究分析

本文通过研究骨料、高效减水剂(SP)、水灰比(W/C)、抗冲刷剂(AWAs)和不同配合比对UWC屈服应力和塑性粘度的影响。比较了试样在空气和水下的扩展直径之间的差异(Δd)。研究结果表明,混凝土在水下的流动性小于在空气中的流动性,且屈服应力与Δd之间存在显著的相关性。SP用量和W/C越大,新拌UWC的屈服应力和塑性粘度越小。

水泥稳定碎石基层材料抗冲刷性能研究

为研究水泥稳定碎石基层抗冲刷性能,选取原材料进行配合比设计,拌制混合料开展试验进行检测分析。分析结果表明,随时间增加水稳碎石基层的冲刷量不断增加,冲刷试验500次后逐渐稳定,而冻融-冲刷试验没有减缓的趋势;随着压实度和龄期越高,冲刷量越低,且冻融-冲刷试验较冲刷试验所产生的冲刷量更高,这是由于冻融循环降低了基层强度造成的。

基于有限元方法的沥青路面基-面层抗冲刷性能研究

为研究不同因素对沥青路面基-面层抗冲刷性能的影响,文章利用ABAQUS软件建立沥青路面基-面层间的数值模型并进行计算,讨论了车辆轴重、行驶速度和环境温度对基-面层间抗冲刷性能的影响。根据计算结果可知:(1)基层和面层的竖向应力和位移随着车辆轴重、行驶速度和温度的升高均增大;(2)基层和面层在动水冲刷作用下均不断地承受交替出现的拉应力和压应力,相同条件下基层受到的损伤更大;(3)高温更易使得沥青面层的抗冲刷性能发生劣化。

水泥稳定碎石基层抗冲刷性能的试验研究

采用自行研制的冲刷仪,以30 min、18 000次的冲刷量作为代表值,开展了骨架密实结构和悬浮密实结构两种不同结构类型的水泥稳定碎石在7 d、14 d、28 d龄期的冲刷试验.结果表明,两种结构类型的水泥稳定碎石冲刷量随水泥用量增加总体呈下降趋势,且骨架密实结构的抗冲刷性能好于悬浮密实结构.对于骨架密实结构,水泥用量由3.5%增加到4.0%时,冲刷量下降缓慢;水泥用量由4.0%增加到4.5%、5.0%时,冲刷量下降明显.对于悬浮密实结构,水泥用量由3.5%增加到4.0%、4.5%、5.0%时,冲刷量下降较缓慢.在养生期28 d下,两种结构类型的水泥稳定碎石冲刷量均随冲刷时间增长而增大,初期15 min内冲刷量增加较快,而后逐渐减弱,达到25 min后趋于平缓,规范中采用30 min的冲刷量评价水泥稳定碎石的抗冲刷性能是合理的.为节省试验时间,也可用初期15 min内的平均冲刷速率评价水泥稳定碎石的抗冲刷性能.

水泥稳定类基层材料抗冲刷性能的试验研究

采用新研发的数字化冲刷试验仪(动水压力、速度和入射角度等可调),开展了水泥稳定土和水泥稳定碎石这2种基层材料的室内冲刷试验,得到了水泥稳定类基层材料冲刷深度与冲刷次数、动水压力以及材料无侧限抗压强度之间的相互关系,其中,冲刷动水压力与材料无侧限抗压强度之比对其抗冲刷能力影响最大.研究成果可作为制定基层材料抗冲刷性能试验方法的依据.

半刚性基层材料抗冲刷性能试验方法研究

在分析评价现有试验方法的基础上 ,提出了新的试验装置和试验方法 ,并通过对水泥土和水泥砂砾的试验进一步确定了试验条件 ,为继续深入地进行半刚性基层材料的抗冲刷性能研究提供了基础。

微生物水泥基材料抗冻性和抗冲刷性

利用微生物水泥成功胶结高为50 cm,直径为5 cm的圆柱体砂柱。分别对其距离注射口不同位置处的砂柱进行抗压强度、冻融循环以及冲刷性实验。实验结果表明,微生物水泥砂柱随着远离菌液注射口,其抗压强度不断降低;微生物水泥胶结距离注射口0～30 cm处的砂柱抗冻性好,而超过30 cm,则抗冻性较差;微生物水泥胶结的50 cm高砂柱经0.5 h冲刷后,其不同部位均具有较好抗冲刷性。

路面基层材料抗冲刷性能试验研究

应用新研制的抗冲刷试验装置对国内常用无机结合料稳定土基层材料作了系统的抗冲刷性能试验研究。随着冲刷试验时间的延长 ,无机结合料稳定细粒土的冲刷量呈线性增长 ,而无机结合料稳定粗粒土早期冲刷量较大 ,后期逐渐减少 ;对于同种类型的无机结合料稳定土而言 ,抗冲刷能力随着结合料剂量的增加而增强 ;试件成型压实度对基层材料抗冲刷能力影响很大 ;基层材料抗冲刷能力与其抗压强度之间的关系并不单纯 ;此外 ,冲刷试验时间过短不能很好的反映材料的抗冲刷能力。

粉煤灰对水泥稳定碎石抗冲刷性能的改善

针对水泥稳定碎石基层在使用过程容易发生冲刷破坏问题,通过冲刷试验研究了不同粉煤灰掺量对水泥粉煤灰稳定碎石混合料抗冲刷性能的影响规律,分析粉煤灰对水泥稳定碎石抗冲刷性能的改善。结果表明:掺加一定量的粉煤灰可以明显改善水泥稳定碎石混合料的抗冲刷性能,最佳掺量为10%;在最佳掺量时,水泥水化形成的Ca(OH)2与掺加的粉煤灰可以充分反应,生成的大量凝胶可以使结构整体变得更加致密,增强水泥稳定碎石颗粒与颗粒之间的粘聚力,使水泥稳定碎石整体强度增大,进而提高混合料的抗冲刷能力。

水泥稳定碎石基层材料抗冲刷试验评价方法研究

在分析半刚性基层材料冲刷机理的基础上,提出了采用MTS试验平台加载方式评价水泥稳定碎石材料的抗冲刷性能,并采用此方法对PP(聚丙烯)纤维增强水泥稳定碎石材料的抗冲刷性能进行了研究。结果表明,14 d养护龄期的试件20 min内冲刷速率能对水泥稳定碎石材料的抗冲刷性进行合理的评价;合理掺量的PP纤维能显著提高水泥稳定碎石材料的抗冲刷性能。

沥青路面水泥稳定类基层材料抗冲刷性能试验及机理研究

通过研究沥青路面基层冲刷破坏发展过程、破坏形式以及水泥稳定类基层材料内部结构特征 ,分析了沥青路面水泥稳定类基层冲刷破坏机理。利用大型材料测试系统 MTS模拟道路基层在受到冲刷时的实际使用情况 ,对不同水泥用量的水泥土、水泥碎石、水泥砂砾开展了冲刷试验 ,研究分析了影响水泥稳定类基层材料抗冲刷性能的因素。