水泥砂浆固化粉质黏土分离式Hopkinson压杆试验与分析

为研究掺砂量(与干土的质量比)对水泥粉质黏土冲击压缩强度及能量吸收特征的影响,采用Φ50mm分离式Hopkinson压杆(Split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验装置对不同掺砂量的水泥粉质黏土进行了0.4 MPa冲击气压下的冲击压缩试验。结果表明:普通水泥粉质黏土(未掺砂)动态应力-应变曲线大致分为弹性阶段、屈服硬化阶段及破坏阶段,而随着掺砂量的逐渐增加,水泥砂浆固化粉质黏土动态应力-应变曲线中屈服阶段愈加不明显,出现了理想的塑性阶段;水泥砂浆固化粉质黏土的冲击压缩强度随掺砂量的增大而先增大后减小,在掺砂量为10%时达到最大平均动强度9.56 MPa,较普通水泥土强度提高9.79%;水泥砂浆固化粉质黏土的吸收能随冲击压缩强度的增大而增大,两者具有较好的指数关系。

高强粉质黏土-水泥搅拌土固化剂配比研究

为提高粉质黏土-水泥搅拌土强度,使其与钢筋或型钢共同作用形成水泥土搅拌墙。以南昌地区粉质黏土为例,在现有水泥土改良剂性能研究基础上,通过选择合适的固化剂,采用正交试验,对16组粉质黏土改良方案形成的搅拌土开展室内无侧限抗压强度试验和渗透试验,研究水泥、水玻璃、生石膏和生石灰不同配比对粉质黏土改良后强度性能的影响,并对试验结果进行了极差和方差分析。结果表明:对搅拌土的抗压强度影响程度从大到小依次为水泥掺量、水玻璃掺量、生石膏和生石灰掺量,确定粉质黏土固化改良的最优配比为水泥掺入比24%、水玻璃6%、生石膏2%、生石灰0、萘系减水剂1.5%,并推荐在水灰比为1.5、粉质黏土含水率为12%时使用。经过筛选固化剂和优化配比后,粉质黏土在标准龄期28 d时强度可以达到8.6 MPa。最后通过扫描电镜试验,对高强粉质黏土-水泥搅拌土的微观结构进行了分析,阐述了高强水泥搅拌土的产生机理。

磷石膏-钢渣-矿渣固化低液限粉质黏土力学性能及耐久性能研究

为改良低液限粉质黏土的力学与耐久性能,提出了以磷石膏-钢渣-矿渣(PSG,Phospogypsum-Steel slag-Ground granulated blast-furnace slag)为材料的全固废固化剂对低液限粉质黏土进行固化,并与同掺量的P.O 42.5普通硅酸盐水泥固化土进行对比。研究了不同PSG掺量(5%、10%、15%)和不同龄期对固化土无侧限抗压强度、劈裂强度、水稳定性、干缩变形和抗冻融循环能力的影响,并通过电镜扫描(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了其微观固化机制。试验结果表明:随着固化剂掺量的增加,固化土的最大干密度增大,最优含水率减小。PSG固化土具有较高的后期强度和水稳性能,28d的抗压强度达到了5.28MPa,水稳系数达到93.5%。90d的累计失水量和干缩应变分别为71.3g和1.12×10^(-3),比水泥固化土的79.6g和1.28×10^(-3)降低了10.43%和12.5%。20次冻融循环后,PSG固化土的强度损失为21.65%,比水泥固化土的27.25%降低了5.6%。微观测试发现大量絮凝状C-S-H胶凝物质和针棒状AFt在PSG固化土中出现,这些物质通过填充孔隙、包裹土颗粒和搭接骨架,提高了土体的强度,增强了土体性能。

基于固化技术的粉质黏土填方路基压实特性研究

依托某高速公路项目,根据项目所在地粉质黏土性质,制作天然土及固化剂改良土路基模型,开展荷载试验。试验分为降水前天然土路基和固化土路基及降水后天然土路基和固化土路基共4种工况,观察试验条件下的坡顶竖向沉降、边坡水平位移、坡体裂缝情况。各项结果均表明,粉质黏土经固化处理后能有效降低含水量,提高路基承载力和稳定性。模型试验结果可为项目进一步开展试验段铺筑或相关研究提供借鉴。

土壤固化剂稳定粉质黏土性能的试验研究

以河南省境内某段高速公路附近的粉质黏土为原材料,通过室内试验,首先对比了掺或不掺固化剂的情况下,水泥质量分数分别为5%,10%,15%和20%时集合料的7 d无侧限抗压强度,结果表明掺固化剂能明显提高集合料的无侧限抗压强度;其次制备了不同配合比的集合料试件,分析了水泥和固化剂含量对集合料最大干密度、最佳含水量、7 d和28 d无侧抗压强度2、8 d间接抗拉强度的影响,综合试验结果与成本等因素,选定了最优配合比为m(水泥)∶m(固化剂)∶m(粉质黏土)=4∶8∶88;最后,对该最优配合比进行了延迟和干缩等路用性能试验及SEM微观分析,并在某高速公路选取100 m的底基层进行了现场试验和追踪调查,结果表明上述最优配合比集合料完整密实且强度较高,未出现病害,路用性能较好.

活性氧化镁碳化固化粉质黏土微观机制

以活性氧化镁碳化固化粉质黏土为研究对象,通过无侧限抗压强度试验、酸碱度测试、X射线衍射试验、压汞试验和扫描电镜试验,研究了不同初始含水率和碳化时间影响下活性氧化镁碳化加固粉质黏土的强度、pH值、碳化产物和微观结构等变化。根据碳化固化土强度与碳化产物含量及累积孔隙体积间的内在联系,提出了粉质黏土的碳化反应微观模型。结果表明:随碳化时间增加和初始含水率减小,碳化固化土的碳化产物含量增加、累积孔隙体积减小,同时氧化镁碳化加固土的强度提高;碳化固化土的pH值随碳化时间不断减小,而随初始含水率变化不大;最后提出了粉质黏土的碳化反应微观模型,确定了活性氧化镁固化粉质黏土在碳化约6.0 h时可获得最高强度。

淤泥质粉质黏土地层盾构渣土免烧空心砖固化机理与质量评价

针对杭州地区淤泥质粉质黏土地层盾构渣土,使用土壤固化剂和石灰降低渣土含水率并测定其对免烧空心砖强度的影响特征,基于均匀试验思想,研究成型压力、水玻璃与石灰对免烧空心砖各项性质的影响规律.研究结果表明:使用土壤固化剂后渣土含水率初始无明显变化,使用石灰可立即降低盾构渣土含水率7%左右,掺入固化剂与石灰的免烧空心砖单轴抗压强度最高分别可提高27%和7%;免烧空心砖各项性能随着成型压力的增大提升效果显著,增大水玻璃质量分数能提高免烧空心砖的单轴抗压强度,但在一定范围内会降低其耐水性能,石灰作为激发剂对免烧空心砖性能有利,但过量的石灰对强度和耐水性能均有负面作用.最后,提出成型压力120 kN、水玻璃添加量10%~11%和石灰添加量5%~9%为质量最佳工况,制备而成的淤泥质粉质黏土地层盾构渣土免烧空心砖各指标均满足规范要求.

水泥粉质黄黏土的工程特性探讨

水泥粉质黄黏土（以下简称水泥黄土）的强度随着水泥掺入比增大而增加,但在掺入比较小时,强度随掺入比增大而增加的幅度较大；在掺入比较大时,强度随掺入比增大而增加的幅度较小.当水泥掺入比较大时,水泥黄土的后期强度增长值得期待。侧压力在增大水泥黄土轴向抗压强度方面的贡献是比较小的.水泥的掺入比对水泥黄土的最优含水量及最大干密度影响不大；水泥黄土（尤其是掺入比较大）的水稳定性是比较好的.水泥黄土中生成了新的结晶物,所有影响水泥黄土中胶结物含量的因素都是影响水泥黄土强度的因素。从水泥黄土的应力应变关系看,水泥黄土存在一个临界水泥掺入比,从本次试验中看应该是12%左右；在此掺入比以上，从水泥黄土破坏应变（通常εf=1%～2%）和变形模量看，水泥黄土表现为一种脆性材料的特性。

碱激发材料固化低液限粉黏土路用性能及抗冻融特性研究

以伊犁地区S315线蜂场至尼勒克段低液限粉黏土为研究对象,以碱激发材料为固化剂,对粉质黏土和其固化土开展了路用性能指标试验与冻融循环试验,并利用电镜扫描试验(SEM)与X射线衍射试验(XRD)研究了固化土的微观特征,探讨了碱激发材料对粉质黏土路用性能指标与抗冻融特性的影响。试验结果表明,固化土的无侧限抗压强度与抗剪强度随碱激发材料掺量和养护龄期的增加而增大;固化土的CBR值与回弹模量随碱激发材料掺量的增加而显著增大,固化土路用性能指标满足规范要求。低液限粉黏土对冻融敏感,其冻胀、融沉率的大小与降温速率、含水率有关,相同温差下温度梯度越小土体受冻融影响越明显,相同温度梯度下含水率越高土体受冻融影响越明显。不同碱激发材料掺量下的固化土在补水条件下冻胀率均小于1%,不发生冻胀。微观特征分析结果表明,碱激发材料的主要水化产物是C(-A)-S-H凝胶,其生成量随龄期增加,其填充和胶结作用使土体形成致密的微观结构,从而提高土体的强度,同时增强其抗冻融稳定性。

氯盐环境下碱激发钢渣固化剂固化土的耐久性研究

对氯盐环境下碱激发钢渣固化剂固化淤泥土、粉质黏土、砂土耐久性开展了系统的室内试验研究及SEM微观分析,并在滨海深层搅拌桩工程中开展了现场试验。结果表明:固化剂固化淤泥土、粉质黏土、砂土均具有优异的强度及抗氯盐侵蚀耐久性,水泥固化粉质黏土、砂土的耐久性较为理想,但强度远低于固化剂固化土;水泥固化淤泥土强度、耐久性均远低于固化剂固化淤泥土。SEM结果显示,固化剂固化土微观表面致密且生成了大量的C-S-H凝胶和AFt,因此其具有更优的抗氯盐侵蚀性能;滨海环境固化剂深层搅拌桩28、180 d龄期强度约为水泥深层搅拌桩的1.8、2.1倍,固化剂相较于水泥更适用于滨海地区软土的固化。

新型固化剂稳定土性能的试验研究

原材料选自山西省境内东南部,通过室内试验,对掺加ZL型固化剂水稳土进行了正交试验设计,确定了最优配合比m_(水泥)∶m_(石灰)∶m_(土)=6∶4∶90,固化剂掺量0.020%,并在最优配合比下进行了后续一系列的强度、理化、微观等性能的研究分析,结果表明ZL型固化剂水稳土在上述最优配合比条件下强度及密实度较高,路用性能较好,具备一定优越性和良好的适用性。

高压旋喷桩在砂质粉土中的施工质量控制

在砂质粉土中进行高压旋喷桩施工,若按一般工艺施工,其成型质量较差,而且水泥土极限抗压强度较低,难以达到设计要求。为此,结合工程实践,对砂质粉土中高压旋喷桩的施工工艺进行了对比,并采用单重管工艺、黏土固化剂代替水泥等方法进行施工,使施工质量得到了较好地控制。

活性MgO碳化固化土的冻融循环特性试验研究

采用室内三轴碳化装置研究了活性Mg O碳化固化土的冻融耐久性能,对冻融循环作用下碳化固化土的无侧限抗压强度等进行了测试分析,并与水泥固化土进行了试验比较.结果表明：活性Mg O固化粉土碳化3 h试样的无侧限抗压强度可达5 MPa左右,粉质黏土碳化24 h试样可达4.5 MPa左右;冻融循环作用下,碳化试样和水泥土试样的密度和干密度基本不变;碳化试样与水泥土试样在冻融循环中的无侧限抗压强度和E50表现出类似的变化趋势,即先略有降低,后又逐渐提高.碳化固化土经6次冻融循环后,其强度由5 MPa左右降低到4.5 MPa左右,而水泥土试样经4次冻融循环后其强度由1.6 MPa降低到1.4 MPa左右,二者均具有较好的抗冻融性能.微观测试分析表明,活性Mg O碳化固化土生成的镁碳酸化合物经冻融循环后没有发生明显变化,但试样内部0.1～1.0μm的孔隙减少,1～30μm的孔隙增加,累计孔隙体积略有增加,这也是导致强度略有降低的原因.

活性MgO碳化固化土的渗透特性研究

碳化固化法是一种低碳搅拌处理软土的创新技术,碳化反应生成的产物能有效降低固化土的孔隙率。在已有研究的基础上,着重研究碳化土的渗透特性,以利于其工程应用。采用室内渗透试验,系统研究了活性MgO掺量、碳化时间、初始含水率和CO2通气压力对MgO碳化粉土和碳化粉质黏土渗透系数的影响规律,并与相同固化剂掺量、相同初始含水率下水泥固化土的渗透系数进行了对比。结果表明：活性MgO碳化土的渗透系数随MgO掺量的增加而降低,与相同掺量下水泥固化土的渗透系数处于同一数量级;MgO碳化粉土的渗透系数明显大于碳化粉质黏土的渗透系数;当MgO碳化粉土和粉质黏土碳化6.0 h时,相应的渗透系数达到最小（10-6）;通气压力对MgO碳化土的渗透系数影响不大,在通气压力为200 k Pa时渗透系数较小。因此,活性MgO碳化土具有与水泥固化土相近的抗渗性能,有良好的推广应用前景。