单轴加载过程中钢渣稳定土细观裂隙的动态演化特征

钢渣稳定土是一种新型路基填土,具有非均质、非连续的特点,传统的力学测试方法难以直接研究其细观结构的破坏机制。为了揭示钢渣稳定土的细观损伤特征,开展单轴压缩与X射线计算机断层(computed tomography,简称CT)实时扫描试验,结合图像处理和三维可视化技术,分析了4种应变水平下细观裂隙的动态演化特征。结果表明:在单轴压缩过程中,钢渣稳定土经历了初始压密、弹性变形、塑性屈服和残余变形4个阶段,并在试样中部形成局部剪切带;随着轴向应变的增加,二维裂隙率和裂隙分布的离散程度不断提高;三维重构模型动态地展现了细观裂隙的演化过程,研究发现试样的破坏伴随裂隙的萌发、快速扩展与基本稳定3个发展阶段;三维裂隙率、裂隙连通度与应变分别呈指数函数和线性函数关系;孔径分布结果表明荷载引起原生裂隙的扩张,并逐渐形成主裂隙面,裂隙的扩张和连通是试样发生强度软化和失稳破坏内在原因。单轴压缩−实时CT扫描试验的结果能够有效地揭示材料的损伤演化特征,为工业废渣稳定土结构破坏机制的研究提供了新视角和重要参考作用。

石灰钢渣稳定土的水稳性试验研究

针对路基工程施工需要,对于石灰钢渣稳定土在不同饱水时间以及不同干湿循环次数下无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度的变化规律进行了研究,并在最佳含水率附近探讨了钢渣稳定土的强度对成型含水率的敏感性.结果表明:在饱水试验和干湿循环试验中,石灰钢渣稳定土的无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度在初期急剧减小,但最终均趋于稳定;随着龄期的增长,成型含水率的变化对石灰钢渣稳定土强度的影响逐渐减小,增加钢渣掺量能够有效改善石灰钢渣稳定土的水稳性能.

钢渣稳定土的水稳性试验研究

针对路基工程施工需要,对于两种不同钢渣掺量的钢渣稳定土在不同饱水时间以及不同失水-吸水干湿循环次数下的无侧限抗压强度和劈裂强度的变化规律进行了研究,并在最佳含水率附近探讨了钢渣稳定土对成型含水率的敏感性.试验结果表明,对于钢渣掺量为8%和15%的钢渣稳定土,在饱水试验和干湿循环试验中,钢渣稳定土的抗压强度和劈裂强度在初期急剧减小,最终均趋于稳定值,且随着钢渣掺量的增加,其水稳性得到改善.随着龄期的增长,成型含水率的变化对钢渣稳定土强度的影响逐渐减小,增加钢渣掺量也能够有效降低成型含水率变化对其强度的影响.

基于路用性能的石灰-钢渣稳定土试验分析

基于路用性能设计正交试验,研究了影响石灰-钢渣稳定土抗压强度的4种因素.结果表明,对于石灰-钢渣稳定土初期抗压强度,石灰含量影响最大,钢渣影响较小;但对于其后期抗压强度,钢渣掺量的影响明显增强,且钢渣粒径大小对后期强度增长速率的影响较大.试验结果对比发现,石灰-钢渣稳定土具有较高的无侧限抗压强度和加州承载比,满足《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)和《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20-2015)的要求,表明可以使用钢渣代替部分石灰或水泥应用于高速公路路床填料.

钢渣稳定土的试验性能分析

通过正交试验,分析了钢渣掺量、陈化龄期及细度对钢渣稳定土强度的影响规律,并确定了影响钢渣稳定土强度的主次因素。将钢渣稳定土与常用路床材料进行了路用性能的比较,证明钢渣稳定土材料能够满足高速公路路床填料的要求。

人工神经网络在钢渣稳定土强度预测中的应用研究

在分析钢渣土强度影响因素基础上,选取钢渣龄期、钢渣细度、钢渣掺量3种主要因素作为人工神经网络的输入值,钢渣土7天无侧限抗压强度作为输出值,建立了钢渣土强度预测的BP网络模型。研究结果表明:训练BP神经网络时,17组自变量数据中无侧限抗压强度的网络拟合值与实测值基本重合,误差为-4.054%~3.214%。BP网络方法应用于钢渣土强度的预测方面具有较高的精度,预测与实测结果最大相差为0.02 MPa,最大误差为5.556%,可见,基于3参数的BP神经网络模型在钢渣稳定土新型路床材料7天无侧限抗压强度中的应用是可行的,可以满足工程应用需求。

正交试验在水泥钢渣稳定土抗压强度研究中的应用

采用正交试验方法,研究水泥含量、钢渣掺量、钢渣的陈化龄期和钢渣细度4种因素对水泥钢渣稳定土抗压强度的影响。对于初期强度,水泥含量影响最大,陈化龄期影响较小;对于后期强度,水泥含量虽影响最大,但钢渣细度和陈化龄期的影响明显增强。研究结果表明,钢渣具有一定的活性,水泥钢渣土可以用作二级公路底基层材料。

石灰钢渣稳定土路床材料性能的试验研究

通过正交试验,以强度为指标,研究了影响石灰钢渣土强度的石灰含量、钢渣掺量、钢渣陈化龄期、钢渣细度4种影响因素.结果表明,对于初期强度,石灰含量影响最大,钢渣影响较小.但对于后期强度,石灰含量虽影响最大,但钢渣掺量的影响明显增强,且钢渣粒径越小,后期强度增长越快.将石灰钢渣土与常用几种路床填料性能对比后发现,石灰钢渣土有较高的强度和CBR值,完全满足设计要求,经济性能优良,在钢渣产区的公路建设中有很大的推广应用价值.

钢渣稳定土强度增长微观分析及路用性能研究

为探讨钢渣稳定土的强度增长机理,应用扫描电镜分析不同龄期钢渣稳定土结构的变化过程;设计10%溶积料钢渣稳定土与常规使用的5%水泥稳定土和8%石灰稳定土进行试验,分析钢渣稳定土的路用性能。结果表明,10%钢渣稳定土具有较高的强度和良好的稳定性,满足路基路床填料使用要求。

石灰-钢渣稳定土的水稳性试验研究

根据焦桐高速叶舞段周边缺少石灰而钢渣大量堆积的现状，选用石灰钢渣稳定土处治上路床，考虑水稳性的重要性，采用不同的饱水时间以及不同失水-吸水干湿循环次数模拟地下水位和地表降水对路基性能的影响；结合现场施工需要，在最佳含水率附近制作试件，研究石灰钢渣土对成型含水率的敏感性，用以指导施工。结果表明，经过不同饱水时间和干湿循环试验后，其强度初期急剧减小，但最终趋于稳定。且随着钢渣掺量的增加，水稳性越好。石灰钢渣土长期强度对成型含水率不敏感，且水稳性良好，可以满足上路床设计要求，在钢渣堆积区域将具有良好的应用和推广价值。

基于正交试验的石灰钢渣稳定土击实特性研究

为研究石灰钢渣稳定土击实特性,分析影响其最大干密度ρmax与最优含水率wopt的多种因素,以某高速公路沿线低液限黏土为研究对象,在综合考虑钢渣掺量、钢渣陈化龄期、钢渣最大粒径及石灰掺量4个因素作用下,利用正交试验方法进行了室内击实试验,通过极差分析法分析影响最大干密度和最优含水率的主次关系,进而基于1次重复试验结果经方差分析作了量化评价。

钢渣稳定土在路基工程中的应用探究

钢渣是炼钢过程中产生的固态废弃物,现阶段其综合利用率不高,亟需开发相关资源再生方法。本文优选工业溶积料钢渣作为原材料,在检验钢渣及路基素土性能指标的基础上,设计并制备了钢渣稳定土试件;同时还制备了常规石灰及水泥稳定土试件作为对照组,通过液塑限试验、无侧限抗压强度等试验对比了三类稳定土的性能表现,研究成果可为钢渣稳定土在路基工程中的应用提供参考。

石灰-钢渣稳定土试验性能分析

通过正交试验，研究影响石灰钢渣土强度的4种因素，得出对于初期强度，石灰含量影响最大，钢渣影响较小。但对于后期强度，石灰含量虽影响最大，但钢渣掺量的影响明显增强，且钢渣粒径越小，后期强度增长越快。将石灰钢渣土与常用几种路床填料性能对比后发现，就强度而言，在掺2％石灰的条件下，掺10％钢渣的石灰钢渣土强度略小于4％石灰土和3％水泥土，但CBR值却大于4％石灰土。且钢渣掺量达到30％时，强度和CBR值均大于4％石灰土和3％水泥士，说明可以使用钢渣代替部分石灰或水泥应用于路床填料.

钢渣石灰稳定土用于道路基层的性能研究

为了研究钢渣和石灰综合稳定土的路用性能,文章通过掺配不同比例的钢渣与石灰,对稳定后的土样进行了室内击实试验、无侧限抗压强度试验、渗水试验以及干缩试验。试验结果表明:当石灰掺量不变时,随着钢渣掺量的增加,钢渣石灰稳定土的最大干密度增大,最佳含水量减小;当钢渣掺量不变时,随着石灰掺量的增加,最大干密度减小,最佳含水量增大;当钢渣掺量为40%~60%,石灰掺量不超过8%时,随着石灰掺量的增加,无侧限抗压强度呈增长趋势,抗渗性能和干缩性能均明显改善,但当石灰掺量超过8%时,无侧限抗压强度出现下降趋势,抗渗性能和干缩性能改善均不明显,建议石灰掺量不宜超过8%;当石灰掺量一定时,随着钢渣掺量的增加,无侧限抗压强度增长趋势逐渐变慢,考虑到经济性和强度设计要求,建议合理选择钢渣的掺量。