中密度级轻珠商品混凝土在填充工程中的应用

阐述了轻珠混凝土的发展意义、分类、用途、技术性能及特性。以发泡倍率160倍左右,颗粒直径为3～8mm,密度为6～7kg/m3,不吸水,导热系数约为0.04W(/m·K)的超轻EPS圆形白色弹性泡沫珠(简称轻珠)为轻集料,取代普通混凝土中的部分或全部砂、石集料配制成密度低于1800kg/m3的轻质EPS泡沫珠混凝土(简称轻珠混凝土),应用在混凝土填充工程。研究表明,轻珠混凝土是一种有发展前景的轻质、节能、节省资源、使用方便、价格适宜的商品混凝土新品种。

疏浚淤泥EPS颗粒轻质混合土本构模型研究

不同配比的EPS颗粒轻质混合土的等向压缩试验和固结排水剪切试验结果表明,轻质混合土的力学特性,取决于试样的胶结结构强度及试验所选择的围压.基于殷宗泽建立的双屈服面模型,通过引入能反映轻质混合土胶结结构强弱的参数β,及反映其胶结结构逐渐破损的参数ω,建立了考虑轻质混合土结构性的弹塑性本构模型.模型试验结果表明,改进模型能反映不同配比EPS颗粒轻质混合土变形的基本规律.

聚苯乙烯轻质混合土强度变形特性的微观试验研究

聚苯乙烯(EPS)轻质混合土是一种新型的轻质土工材料．通过扫描电镜对聚苯乙烯颗粒轻质混合土的微观性状进行了研究,从轻质混合土的微结构基本单元的形状、基本单元体的接触状态、基本单元体间的联结形式等微观角度解释了轻质混合土的强度变形机理．其微观结构研究表明,轻质混合土试样内部由于水泥水化、水解形成的网络状胶结结构是其强度的主要来源;轻质混合土中的EPS颗粒是通过置换效应和空间效应影响强度变形特性的．

EPS颗粒轻质混合土的弹塑性增量本构模型

根据不同配比的EPS颗粒轻质混合土的等向压缩试验和固结排水剪切试验结果,研究了轻质混合土的变形特性。以殷宗泽所建立的双屈服面模型为基础,建立了考虑轻质混合土结构性的弹塑性本构模型。模型的试验验证结果表明,改进模型能反映不同配比EPS颗粒轻质混合土变形的基本规律。

振动频率对LCES动力特性的影响分析及其机理初探

通过室内动三轴试验研究了0.02Hz,0.1Hz,1.0Hz3种振动频率对黏土与EPS颗粒混合轻质土(LCES)动力特性的影响。结果表明,振动频率对LCES的动力特性有明显的影响,当振动频率在0.02～1.0Hz范围内变化时,随着振动频率的降低,试样的轴向动应变和阻尼比增大,动强度和动模量减小。和小频率加载相比,大频率加载情况下的孔压发展较慢,即有效应力相对较大,所以动应变越小而动强度越大。最后,从平均加载速率的概念出发,讨论了振动频率对土动力特性的影响。

EPS颗粒混合轻质土与砂土的动力变形特性对比试验研究

在以干密度控制配比的原则下,对砂土与EPS颗粒混合轻质土(LSES)和其原料土砂土进行了动力变形特性对比试验研究。试验表明,LSES与纯砂的动弹性模量具有同样的随应变的增大而减小的性质,不同EPS颗粒体积含量和水泥掺入比的LSES动弹性模量普遍高于纯砂的动弹性模量。LSES与纯砂均显示出动弹性模量随围压的增大而增大的特性,围压对LSES的动弹性模量影响与纯砂相比相对较大。LSES与纯砂的等效阻尼比在整体上具有同样的随应变的增大而增大的性质。水泥掺入比较小时,LSES的等效阻尼比与纯砂相近;在高水泥掺入比下,不同EPS颗粒体积含量的LSES等效阻尼比均低于纯砂的等效阻尼比。LSES与纯砂均显示出等效阻尼比随围压的增大而减小的特性。围压对纯砂与LSES等效阻尼比的影响程度相近。

砂土与EPS颗粒混合的轻质土(LSES)细观结构的CT研究

利用医用CT机从定性和定量两个层面研究了砂土与EPS颗粒混合的轻质土(简称为LSES)这种新型土工材料的细观结构,分析了不同水泥掺量(CC)和EPS颗粒含量(Ve/Vs)下LSES不同扫描截面的CT图像以及平均CT数ME值和方差SD。随着CC的增加,ME值增加,LSES的结构更加密实,原生损伤减少,而随着Ve/Vs的增加,水泥水化物C-S-H包裹EPS颗粒表面和填充孔隙的效率都将下降,且Ve/Vs与ME值在本次试验范围内基本呈线性关系。此外,根据SD值在各截面处分布的不均匀性,认为LSES是局部孔隙比分布差异较大的特殊结构性土,CC和Ve/Vs是影响其结构性的主要因素。

动荷载下砂土与EPS颗粒混合的轻质土变形特性的试验研究

砂土与EPS颗粒混合的轻质土(LSES)是一种通过减轻地基压力、提高地基承载力以处理不良地基的新型轻质土工材料。由于LSES主要用作路基填土,因此,其在动荷载下的变形特性值得关注。基于室内动三轴试验结果,讨论了围压、水泥掺量、EPS含量以及循环加载次数对LSES动变形特性的影响。当围压较低时,LSES会呈现出与EPS块体相似的线性动应力-应变关系;而在较高围压下,LSES的动应力-应变拟合曲线则为双曲线型。在给定的应变水平下,LSES的割线动弹性模量Esec随着围压和水泥掺量的增加而增加,随循环加载次数的增多而逐渐衰减,EPS含量增多时,Esec-εd曲线更趋于平缓。

WFS-FA-EPS填料导热系数试验研究

采用ISOMET热特性分析仪对废铸砂(WFS)、粉煤灰(FA)、聚苯乙烯(EPS)颗粒、水泥(可选)与水按一定质量比例混合制成的抗冻胀、低导热性、轻质填料进行了导热系数测定,探讨了不同状态下(冻结与否)导热系数与水泥、粉煤灰、EPS颗粒掺入比、含水率以及龄期的关系,并与常规岩土材料进行对比,进行了变量权重的正交分析,建立导热系数与不同组分含量关系的预测公式。试验结果表明,单因素变化时,EPS颗粒含量、粉煤灰含量、水泥含量的增加会不同程度地降低导热系数,有助于隔热与降低冻结深度;干密度和含水率的降低会减小导热系数;龄期的增加会增加导热系数;主要变量因素降低填料导热系数的权重由大到小顺序为EPS颗粒、粉煤灰和含水率;材料的导热系数随水料比w/(10EPS+FA)的增加而增加;试验调查的填料导热系数在0.5～1.0 W/m·K范围,低于常见岩土材料的导热系数(1.0～2.0 W/m·K)。

砂土与EPS颗粒混合的轻质土的动剪切模量衰减特性分析

动荷载下砂土与EPS颗粒混合的轻质土(LSES)的割线剪切模量Gsec随着剪应变的累积会发生衰减,基于不同水泥掺量和EPS含量的LSES试样的动三轴试验结果,建立了与围压、剪应变、水泥掺量等因素相关的Gsec的经验衰减模型。通过比较发现,LSES与砂及胶结砂的Gsec衰减模型具有一定相似性,即Gsec与γd呈双曲线关系,与σc为指数关系。此外,由于水泥胶结的约束作用,Gsec对σc的依存度随水泥掺量的增加而减小,这种依存程度通过参数n反映出来,但当水泥掺量达到10%时n随其的变化就不明显了,这是因为胶结强度已经增大到使得LSES中颗粒间的相对位置不易发生错动的程度。

EPS颗粒混合轻质土动强度特性对比研究

通过室内动三轴试验对黏土和黏土与EPS颗粒混合轻质土(LCES)在动荷载作用下的强度特性进行了对比研究.试验结果表明:LCES的动强度随着水泥质量分数的增大而增大,随着EPS颗粒质量分数的增大而减小,当水泥质量分数达到10%以上时,其动强度就超过黏土;EPS颗粒质量分数越大,水泥对LCES的动强度的影响越小;LCES和黏土的动强度都随着围压的增大而增大,但黏土的增幅比LCES略大.

黏土与EPS颗粒混合轻质土的动力变形特性试验研究

通过室内动三轴试验研究了黏土与EPS颗粒混合轻质土(LCES)在动荷载作用下的变形特性,着重分析了围压、水泥含量和EPS掺入比的影响。结果表明:LCES的动应力应变关系符合双曲线关系;在相同的动应力作用下,LCES产生的应变随着围压和水泥含量的增大而减小;在动应变相同的情况下,随着围压和水泥含量的增大,LCES的割线动弹性模量Esec增大而阻尼比λ减小;EPS掺入比对LCES的动力变形特性的影响相对较小,不同EPS掺入比的σd–εd曲线、Esec–εd曲线和λ–εd曲线都发生了相交,交点前后EPS掺入比的大小对LCES变形特性的影响趋势是截然相反的,交点处的动应变值εint一般在0.5%～3.0%范围内,其大小与LCES的配比以及围压有关。

高强度空心玻璃微珠低密度水基钻井液室内研究及应用

高强度空心玻璃微珠钻井液作为连续介质具有不可压缩性,避免了气体钻井流体在使用过程中的诸多缺点。其密度可在0．6-1．0 kg／L范围内进行调整,适用于低压油藏钻井和欠平衡钻井。室内试验表明,玻璃微珠钻井液具有良好的配伍性、流变性、滤失性和润滑性．并有利于保护储层,具有可回收利用及对测井无影响等气基钻井流体所不具备的优点,虽然微珠本身成本较高,但由于不需要特殊增压设备,相比空气钻井可以降低设备成本,操作更加安全,因而具有广阔的应用前景。从物理特性、配伍性、流变性调整、储层损害评价以及现场应用等方面对该钻井液进行了较全面的综述和分析。

动荷载下砂土与EPS颗粒混合的轻质土(LSES)的强度标准及破坏机理研究

砂土与EPS颗粒混合的轻质土(LSES)是一种在室内试验及现场应用中都难以饱和的土工材料,因此其动强度只能选择应变作为破坏标准.通过分析LSES的强度组成和动三轴试验结果,认为其在动荷载下的应变累积经历了3个阶段:初压阶段、强化阶段和破坏阶段,并由此选择压应变的最大值作为其破坏应变εaf.围压、水泥掺入量和EPS体积分数对εaf都有显著影响.随着围压和EPS体积分数的增大,εaf增大;而随着水泥掺入量的增大,由于LSES塑性的变化,εaf则经历了先增后减的过程.

砂-轮胎橡胶颗粒轻质土工填料试验研究

通过单向压缩试验,分析了砂-轮胎橡胶颗粒轻质土工填料的压缩变形规律和卸载回弹变形规律,提出了适合该材料的压缩应变-荷载曲线方程.通过直剪试验,研究了砂-轮胎橡胶颗粒轻质土工填料的剪应力-剪位移关系,分析了配比、应力状态等对剪切特性的影响.通过三轴压缩试验,研究了砂-轮胎橡胶颗粒轻质土工填料在不同围压下的偏应力-轴向应变-体积变形关系,分析了配比和应力状态对三轴剪切特性的影响.该研究为废弃轮胎在工程领域的再利用提供了良好的参考.

冻融循环对轻质填料抗压强度的影响

通过对不同配合比的13组试样在不同冻融循环次数下的无侧限抗压强度试验,研究了冻融循环对轻质填料抗压强度与变形特性的影响.结果表明,轻质填料经历冻融循环后仍具有良好的力学性能,各组分对轻质填料抗冻融特性的影响程度不同,掺加水泥可有效抵抗冻胀力,EPS颗粒和粉煤灰在掺量适中的情况下,可显著提高轻质填料的抗冻融性能,水分是造成轻质填料冻融破坏的主要因素,在满足水泥水化所需水分的前提下,寒区工程中应用轻质填料需适当降低含水率.另外,在分析不同控制强度下轻质填料冻融破坏特点的基础上,分析了该轻质填料抗冻融破坏机理.

砂–聚苯乙烯颗粒轻质填料工程特性试验研究

砂–聚苯乙烯颗粒轻质填料是由工程标准砂和超轻质聚苯乙烯颗粒按一定质量配比均匀混合而成的土工合成材料,研究其变形和剪切强度特性是掌握其工程力学特性的重要内容,也是解决实际工程中变形和稳定的重要依据。根据单向压缩试验和三轴固结排水压缩试验研究了此种轻质填料的压缩变形特性、剪切变形特性及剪切强度特性。在单向压缩试验的基础上,分析了轻质材料的压缩变形规律和机制,提出了适合该材料的广义孔隙比概念,并得出一般压缩曲线方程,该方程能考虑孔隙比随荷载和配比的变化。在三轴压缩试验的基础上,观察了轻质填料在三维应力状态下的偏应力–轴向应变–体变的剪切变形规律及K f线的变化规律,并分析了配比和应力状态对三轴剪切变形及剪切强度特性的影响,同时得出了K f线形态变化的分界点。

水泥与EPS颗粒掺入比对LSES力学特性的影响

为研究发泡聚苯乙烯(EPS)颗粒掺入比与水泥掺入比对砂土与EPS颗粒混合轻质土(LSES)力学特性的影响,针对LSES做了无侧限抗压强度试验,获得了在不同水泥掺入比、EPS颗粒掺入比条件下,LSES的应力应变曲线、抗压强度及变形模量的变化规律。

高含水率疏浚淤泥混合固化轻质土试验研究

疏浚淤泥EPS颗粒混合轻质土是一种新型的轻质土工材料,具有密度小、强度高等特点,在工程中具有广泛的应用前景。本文对高含水率的白马湖疏浚淤泥进行了室内轻质土配比试验,系统分析了水泥掺量、EPS颗粒掺量以及养护龄期等因素对轻质土的密度及无侧限抗压强度这两个重要参数的影响规律。研究结果表明,轻质土的密度主要由EPS颗粒掺量控制,而水泥掺量和养护龄期对轻质土的密度影响较小;轻质土的强度受水泥掺量、EPS颗粒掺量和养护龄期的影响,其强度随龄期与水泥掺量的变化规律与一般水泥土一致,而强度与EPS颗粒掺量之间存在一个阈值。

基于椭圆–抛物双屈服面模型的砂–聚苯乙烯颗粒轻质填料应力应变分析

砂–聚苯乙烯颗粒轻质填料由工程细砂和聚苯乙烯颗粒按一定比例混合形成,有利于节省胶凝材料、降低土工填料附加应力和减小地基沉降,探讨该材料的应力应变关系对指导其工程实践变得尤为重要。基于椭圆–抛物双屈服面模型,推导了考虑轻质填料配比和围压特征的应力应变增量形式方程,结合轻质填料三轴固结排水剪切试验中的应力应变特性,分析了所推导的应力应变增量形式方程的合理性。研究发现,基于椭圆–抛物双屈服面模型的考虑轻质填料配比和围压特征的应力应变增量形式方程能较好地拟合材料偏应力–轴向应变–体变规律,能较好地反映材料的弹塑性、剪胀性和剪缩性,并结合轻质填土的变形机理给予相应解释。