基于相似理论的岩石地基材料制作及模型基础抗拔试验

为探究岩石地基中挖孔基础的承载力特征和地基破坏模式,以重晶石粉、铁粉和石英砂为骨料,水和石膏为胶结剂,黏土为增塑剂配置岩石相似材料,应用正交设计方法,以胶结物/骨料质量比(因素A)、胶结物含水率(因素B)、骨料细颗粒(铁粉+重晶石粉)占比(因素C)、细颗粒骨料铁粉占比(因素D)为4个因素,共16组材料配比方案,开展相关试验测定了各组材料的密度、黏聚力、内摩擦角、抗压强度、弹性模量等参数指标,并研究了相似材料物理力学参数与影响因素之间的变化规律;而后选取3种代表性相似材料开展了岩石挖孔基础抗拔承载特性的室内模型试验。结果表明:(1)对于相似材料密度,因素C影响最大;对于试样黏聚力和抗压强度,因素B影响最大;对于内摩擦角,因素C影响最大;对于弹性模量,因素A和因素B影响最大;(2)地基岩体破坏面呈现为沿着一定角度的开口向地面延伸的线性破坏面,且该破坏角随材料内摩擦角增大而减小,在规范中假定的45°附近变化;(3)依据抗拔承载力计算得到的相似材料等代极限剪切强度随单轴抗压强度增大而增大,约为单轴抗压强的0.027。

基于NaOH激发矿渣和硅酸盐水泥的功能梯度混凝土的抗氯离子渗透性能

NaOH激发矿渣(NAS)具有好的抗氯离子渗透性能,而硅酸盐水泥(PC)的抗氯离子渗透性能却较差。在PC混凝土表面覆盖一层NAS砂浆能显著提高功能梯度混凝土(FGC)的抗氯离子渗透性能。浸泡在10%NaCl(质量分数,下同)溶液中84 d的FGC、NAS混凝土的氯离子渗透深度分别只有11.0 mm左右和12.7 mm,而PC混凝土的氯离子渗透深度则达到了36.7 mm。氮吸附试验表明,NAS砂浆中的孔体积和最可几孔径均大于PC砂浆。XRD试验结果表明,经10%NaCl溶液浸泡后,NAS砂浆和PC砂浆中都有Friedel盐生成。NAS砂浆抗氯离子渗透性能比PC砂浆好的原因是浆体对氯离子的物理吸附作用更大而不是孔径更细。