水泥基气泡轻质土冻融耐久性的研究

气泡轻质土作为一种新型材料因其具有轻质性、自密实、保温等优良特性,在寒区路基工程中有更加广泛的应用趋势。为了降低气泡轻质土的工程造价、充分利用当地资源,分别采用0%、20%、30%、40%粉质黏土和10%的粉煤灰替代部分水泥制备水泥基气泡轻质土,并开展了500 kg/m~3、600 kg/m~3、700 kg/m~3、800 kg/m~3湿密度下水泥基气泡轻质土的冻融耐久性试验。评价了不同粉质黏土掺量和湿密度对水泥基气泡轻质土冻融耐久性的影响。结果表明:(1)从质量损失率分析,掺量为20%、30%试件的质量损失率相对较小,冻融耐久性较好。(2)通过相对动弹模损失量分析,粉质黏土掺量40%和湿密度为500 kg/m~3试件的冻融耐久性较差,不宜使用。因为粉质黏土消耗了水泥水化作用需要的水分,且泡沫越多,试件内部越稀疏。(3)建立了以冻融循环次数、粉质黏土掺量为因子的相对动弹性模量预测模型公式,该模型验证结果较好且公式结构简洁,便于应用到实际工程中。

气泡轻质土在路基台背回填中的应用效果分析

以气泡轻质土为研究对象,总结了气泡轻质土在路基台背回填中的应用特征;同时借助现场监测数据,研究分析了气泡轻质土在路基台背回填中的受力及变形性能。结果表明:气泡轻质土作为回填材料,可以很好地解决桥头跳车现象;当工程中地基承载力不足时,可采用气泡轻质土作为回填材料,降低地基负载;台背土压力远大于台侧土压力;随着时间的增长,台背土压力和台侧土压力逐渐趋于稳定,最终满足地基承载力的需求。

粉煤灰基气泡轻质土配合比与抗压强度探析

本文通过分析不同掺量的粉煤灰对粉煤灰基气泡轻质土性能的影响,对粉煤灰基气泡轻质土配合比进行优化设计,并通过抗压强度试验确定最优配合比。

气泡轻质土空气耦合冲击回波响应特性研究

实际工程中,气泡轻质土施工质量检测主要以钻孔取芯为主,该检测方法存在检测效率低、无法全面检测等不足,且对填筑体具有破坏性。开展气泡轻质土空气耦合冲击回波试验,获得不同密度气泡轻质土泄露波峰值频率;通过气泡轻质土泄露波与弯曲元测试的试样固有频率对比分析,揭示了气泡轻质土空气耦合冲击回波响应特性。通过空气耦合冲击回波试验发现,密度为0.5,0.8,1.2,1.5g/cm3气泡轻质土实测峰值频率平均值分别为654.77,872.66,1114.00,1505.94Hz,计算峰值频率与实测峰值频率相对误差基本在6%以内,验证了利用空气耦合冲击回波法检测不同密度气泡轻质土可行。并且,利用直径为10~20mm钢球敲击不同密度无缺陷气泡轻质土时,均能激发对应深度和密度下冲击回波模态,得到与计算频率较接近的实测频率。

尾矿砂气泡轻质土力学性能与耐久性能分析

基于室内试验,通过设计不同尾矿砂掺入量,研究尾矿砂气泡轻质土材料的物理力学性能、耐久性能。结果表明:尾矿砂掺入量越高,气泡轻质土的流动度越大,抗压强度显著降低,体积吸水率增大且室外养护的强度衰减越明显;尾矿砂掺入量越高,气泡轻质土的干湿循环、冻融循环、硫酸盐侵蚀及长期耐久性系数均出现不同程度降低。为了更好地发挥尾矿砂气泡轻质土环保性并保证其力学性能与耐久性,尾矿砂掺量宜控制在33%~40%。尾矿砂气泡轻质土作为新型轻质填筑材料,具有良好的物理性能、力学性能及耐久性能,能够满足工程使用的基本性能要求。

气泡轻质土在陡坡高路堤中的应用研究

随着学者对气泡轻质土理论和应用的深入研究,气泡轻质土在项目建设中的应用越来越广泛。在道路加宽工程建设中,尤其是软土地基、征地拆迁困难、用地费用高的路段,对气泡轻质土的需求不断增大,且优势较明显,具有广阔的发展前景。文章基于气泡轻质土的性能特点,结合气泡轻质土在陡坡高路堤中的工程应用案例,掌握其具体施工工艺要点,通过研究结论推动气泡轻质土在工程行业建设中创造更好的经济社会效益,为今后该新材料新工艺在建设项目中的有效应用提供指导。

冻融循环对气泡轻质土抗压强度的影响

对12组不同配比的试样进行不同冻融循环次数的单轴抗压强度试验。研究冻融循环对气泡轻质土抗压强度的影响。结果表明，冻融循环后，气泡轻质土具有较好的力学性能，水泥掺量和气泡掺量对其抗冻融特性的影响程度不同。水泥掺量可有效抵抗冻胀力，冻融循环次数对气泡轻质土具有较大的影响。气泡掺量适中，可显著提高气泡轻质土的抗冻融性能。水分是造成气泡轻质土冻融破坏的主要因素，在满足水泥水化所需的前提下，需要适当降低轻质土的含水率。最后，根据对气泡轻质土冻融破坏特点的分析，讨论气泡轻质土抗冻融破坏机理。

树根桩和气泡轻质土修复公路路基边坡稳定性研究

针对重庆山区某公路路基塌方段的加固工程,将气泡轻质土和树根桩两种技术有机结合,是一种修复塌方路基的新手段。根据气泡轻质土和树根桩的工作原理,运用FLAC3D有限差分软件对"气泡轻质土和树根桩"修复垮塌路基的效果进行模拟。结果表明:用强度折减法计算出树根桩加固气泡轻质土路基边坡的稳定安全系数满足路基边坡稳定性要求,优化后的树根桩群设计参数可简化路基边坡支护方案;使用树根桩群支护气泡轻质土路基边坡可以快速修复垮塌路基。

干湿循环条件下气泡轻质土耐久性的试验研究

基于气泡混合轻质土在干湿循环条件下的试验,研究气泡混合轻质土水稳性的变化规律。通过研究不同气泡及原料土掺量的气泡轻质土在干湿循环条件下无侧限抗压强度的变化规律,分析影响气泡轻质土抗压强度变化的成因。在保证具有较好耐久性前提下,确定适当的配合比范围,为实际工程的应用提供依据。

气泡轻质土高铁拓宽路基性能离心模型试验研究

路堤拓宽工程中新旧路基结合部差异沉降控制一直是人们关注的核心问题。路基拓宽工程可采用换填、轻质材料回填、桩承路堤、土工合成材料、排水固结等技术控制新旧路基的差异沉降。但轻质材料应用于高铁拓宽路堤的研究尚处于起步阶段。本文开展了50 g加速度下的离心模型试验,模拟原路堤阶段、拓宽路堤阶段(包括运营阶段),研究了常规填料和气泡轻质土用于高铁拓宽路堤的变形特性与应力分布。测得并分析了试验过程中新老路堤沉降、地基土中孔隙水压力和土压力的发展规律。结果表明,路基拓宽引起的附加应力主要集中在新老路基交界处靠近拓宽路堤一侧,同时,仍会引起原路堤下土中附加应力的增加,但对原路堤地基土的附加应力影响较小。相较于常规填料,采用气泡轻质土进行路堤拓宽可以有效减小地基土中最大超孔隙水压力增量和附加应力,同时还可以减小拓宽路基与原路基之间的差异沉降。

循环荷载作用下气泡轻质土动强度及预测模型

气泡轻质土为新型回填材料,可能受交通荷载和机器振动等动荷载作用。目前关于动荷载对气泡轻质土强度的影响缺乏统一认识,易造成设计不合理。开展循环荷载作用下气泡轻质土无侧限抗压强度试验,探讨密度、振动频率和循环次数对气泡轻质土动强度的影响。研究结果表明,气泡轻质土在循环荷载作用下动强度明显低于静强度,这可能因为其内部结构在动荷载作用下更易发生破坏。采用基于人工神经网络的机器学习方法建立气泡轻质土动强度预测模型,经模型训练后,预测值与试验数据达到良好的一致性。

气泡轻质土与钢筋的黏结性能试验研究

通过多组钢筋-气泡轻质土中心拉拔试验,研究钢筋直径、有效黏结长度对钢筋与气泡轻质土黏结性能的影响;使用变形能和等效黏结强度来评价其黏结韧性;通过试验验证了气泡轻质土黏结界面层的存在,利用回归分析给出黏结界面层撕裂时黏结应力的计算公式。试验结果表明:钢筋直径≥16 mm时,极限黏结应力随钢筋直径和有效黏结长度的增加而逐渐减小,极限荷载整体呈现缓慢增加;钢筋直径<16 mm时,极限荷载受钢筋直径和有效黏结长度影响较大;而钢筋直径较大时,螺纹钢筋与光圆钢筋的极限黏结应力相差较小,最低时仅相差0.41%,说明了黏结界面层存在的合理性;一般情况下,极限黏结应力越大,黏结韧性越好。

基于X-CT技术的气泡轻质土孔隙结构研究

采用X-CT技术建立无掺土料气泡轻质土三维孔隙结构,基于统计分析研究了气泡轻质土孔隙体积、类型和球度的分布规律.结合无侧限抗压试验,探讨了气泡轻质土细观孔隙结构对其宏观力学性质的影响.结果表明:气泡轻质土中孔隙体积呈单峰分布,峰值出现在0.05~0.20mm3;气泡轻质土宏观密度越低,孔隙体积的分布范围越大;孔隙的球度呈单峰分布,峰值出现在0.15~0.35,绝大多数孔隙的外形呈极不规则状;气泡轻质土中联通类型孔隙占主导地位;孔隙体积与球度呈负相关,且与孔隙接触类型无关.对比分析气泡轻质土孔隙结构与无侧限抗压强度发现,在相近密度下,当孔隙球度提高7%或联通孔隙类型体积减小5%时,试样抗压强度与弹性模量均有10%以上的提升,且弹性模量的提升幅度更大.

气泡轻质土的制备与性能研究

制备了不同原料土掺量的气泡轻质土,研究了原料土掺量对气泡轻质土流动度和抗压强度的影响,并通过扫描电镜探讨了气泡轻质土的微观结构与力学性能之间的关系。结果表明:原料土掺量增大,气泡轻质土的流动度减小,但原料土掺量在25%以内,对气泡轻质土的流动度影响较小;原料土对气泡轻质土的抗压强度影响很大,随原料土掺量增加,抗压强度大幅度降低;扫描电镜观察表明,随原料土掺量增加,气泡轻质土的孔径增大、气孔形状完整性变差、孔壁变薄,导致气泡轻质土的抗压强度降低。

气泡轻质土应力-应变特性及耐久性研究

针对气泡含量对气泡轻质土抗剪强度及冻融循环对其抗压强度和吸水率的影响问题,通过三轴试验和抗压强度试验,对气泡轻质土的力学特性进行了研究,得出以下结论:随着气泡含量的减小,气泡轻质土的破坏峰值逐渐增大;当混合料比例一定时,冻融循环对气泡轻质土吸水率的影响较弱,气泡含量对吸水率影响较小;气泡轻质土粘聚力随着气泡含量的增加而减小,内摩擦角则呈现先增大后减小的趋势。

发泡剂对气泡轻质土性能和微观结构影响研究

研究了不同类型发泡剂对气泡轻质土流动度、抗压强度、吸水率和开口孔隙率的影响,并通过扫描电镜(SEM)观察了不同发泡剂制备的气泡轻质土的微观结构。结果表明,气泡稳定性好的发泡剂制备的气泡轻质土流动性小,但抗压强度高、吸水率低、开口孔隙率较小。SEM观察表明,3种发泡剂中,动物蛋白类发泡剂制备的气泡轻质土的气孔孔径相对较小、气孔形状规整、孔壁较厚,气孔不易破碎。

三轴压缩条件下气泡轻质土应力-应变特性及破坏机制研究

为了研究粉砂土(雅安过湿土)含量对气泡轻质土抗剪强度的影响,通过大量的不固结不排水常规三轴试验,对气泡轻质土的力学特性及破坏机制进行了研究。结果表明:在气泡轻质土容重一定的前提下,随着粉砂土含量的增高,气泡轻质土的黏聚力c值逐渐减小,内摩擦角φ呈现先减小后增大的趋势。气泡轻质土的变形破坏特征与其粉砂土含量及试验围压等因素密切相关,具有不同的变形破坏效应,变形方式决定了试件的破坏形态。

气泡轻质土在西南山区某公路中的应用及造价分析

西南地区由于地理位置特殊,地形地质条件复杂,聚集了公路建设和养护的一系列难题。随着该地区公路建设项目的增多,对道路工程技术的发展提出了更高的要求。本文以某公路不良地质路基填筑工程为实例,论述了气泡轻质土作为一种能够避免路基发生沉降和滑坡的新材料,其具有的明显优势。并分析了不同填筑高度对气泡轻质土造价造成的影响,这对于以后处理类似的工程,在进行填筑高度的选择方面,有一定的借鉴意义。

混合炉渣河道淤泥气泡轻质土力学特性试验研究

为了有效利用炉渣,通过三轴压缩试验研究了混合炉渣河道淤泥气泡轻质土的力学性质。混合土的密度、强度和变形特性受炉渣掺量、气泡掺量影响显著。试验结果显示:混合土具有良好的轻质性,其强度参数c、φ值随炉渣掺量增加而增大,随气泡掺量增加而减小。基于邓肯-张双曲线模型研究发现,掺入炉渣后,混合土的初始变形模量增大,极限偏应力也增大。研究结果表明混合土具有广泛的应用前景。

气泡轻质土在既有高速铁路路基加宽工程中的应用

利用气泡轻质土加宽既有高速铁路路基可有效减轻路基填筑荷载,从而减少路基加宽导致的原路基的附加沉降和侧移,并能缩短施工工期,保证工程质量。本文分析了泡沫轻质土的工程特性、材料使用要求和材料性能的影响因素,并结合某高速铁路车站路基加宽应用实例阐述了轻质土路基设计及施工关键技术。监测结果表明,气泡轻质土加宽路基对既有路基产生的影响轻微,效果良好。