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水泥改良土的拉伸强度特性及其计算方法

水文地质工程地质 2022年第6期49卷 81-89页

作者：魏洪山王伟志徐永福白宇帆严祯强王浩上海铁路枢纽工程建设指挥部上海200003 上海交通大学土木工程系上海200240

水泥改良土具有强度高、变形小、施工操作简单、质量控制容易和经济效益显著等优点,被广泛应用于路基填筑、基坑回填、边坡防护和地基换填。水泥土裂缝影响路基工程的正常运行,甚至可能危及铁路路基安全。因此,铁路路基设计需要对路基... 详细信息

水泥改良土具有强度高、变形小、施工操作简单、质量控制容易和经济效益显著等优点,被广泛应用于路基填筑、基坑回填、边坡防护和地基换填。水泥土裂缝影响路基工程的正常运行,甚至可能危及铁路路基安全。因此,铁路路基设计需要对路基填土的抗拉强度有一定程度的了解,水泥改良土抗拉强度的确定具有重要意义。水泥改良土的抗裂性能是影响工程应用的重要因素,拉伸强度是衡量水泥土抗裂性能的关键指标。本文基于常规无侧限压缩仪自行设计了直接测量水泥改良土拉伸强度的单轴拉伸试验方法,系统地研究了水泥掺量(A)、龄期(t)、含水率(w)和干密度(ρ_(d))对水泥改良土单轴拉伸强度(σ_(t))的影响,水泥改良土的单轴拉伸强度随水泥掺量、龄期和干密度增加而增加,随含水率增加而减小,建立了水泥改良土的单轴拉伸强度与et/A(et是水泥改良土的孔隙比)之间的指数函数关系。结合水泥改良土的无侧限抗压强度和基质吸力的测试结果,建立了单轴拉伸强度与无侧限抗压强度和基质吸力之间的相关关系。

关键词：水泥改良土钻渣单轴拉伸强度无侧限抗压强度基质吸力

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上海灰黄色粉砂水泥改良土冻胀融沉性质实验

煤炭学报 2009年第3期34卷 334-339页

作者：胡向东同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

为了揭示水泥改良土拟制冻胀融沉的机理、检验水泥改良地层治理冻胀融沉的有效性,针对上海灰黄色粉砂开展水泥改良土冻胀融沉性质的实验研究.试验结果得到9种不同水泥掺入量时改良土重塑土试样的渗透系数、开敞系统冻结条件下的冻胀率... 详细信息

为了揭示水泥改良土拟制冻胀融沉的机理、检验水泥改良地层治理冻胀融沉的有效性,针对上海灰黄色粉砂开展水泥改良土冻胀融沉性质的实验研究.试验结果得到9种不同水泥掺入量时改良土重塑土试样的渗透系数、开敞系统冻结条件下的冻胀率和融沉率等数据.通过分析冻胀率、融沉率随水泥掺入量、改良土试样渗透系数变化的关系,发现冻胀率和融沉率随水泥掺入量变化的规律相同,存在2个临界值,由此得到了水泥改良地层控制冻胀融沉的最佳水泥掺入量,并指出水泥改良地层控制冻胀的同时融沉自然得到控制.综合分析表明,水泥改良地层控制冻胀融沉的基本机理是水泥改良作用降低了土的渗透性,阻止了水分迁移量,减小了冰分凝作用,从而减小了冻胀.

关键词：粉砂水泥改良土冻胀融沉冻结法冻土试验

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冻融循环作用下水泥改良土的力学性质研究

中国铁道科学 2010年第6期31卷 7-13页

作者：王天亮刘建坤彭丽云田亚护北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043

针对季节性冻土区的特殊环境,对冻融循环后的水泥改良土进行系列动静试验,研究土体的物理性状、力学特性与冻融次数、冷冻温度的关系。结果表明,反复冻融作用改变了土体的性状,这一改变过程是使土体内部结构从不稳定态向动态稳定平衡状... 详细信息

针对季节性冻土区的特殊环境,对冻融循环后的水泥改良土进行系列动静试验,研究土体的物理性状、力学特性与冻融次数、冷冻温度的关系。结果表明,反复冻融作用改变了土体的性状,这一改变过程是使土体内部结构从不稳定态向动态稳定平衡状态发展的过程;其应力—应变关系呈应变软化型,表现为脆性破坏,存在明显的剪切面;动荷载作用下,水泥改良土试样存在一临界状态,其破坏过程分为3个阶段:微裂纹出现、裂纹扩展和整体错动;经历3次冻融作用后,其临界动应力随冻融次数下降趋势变缓;动应力和冻融作用对水泥改良土的回弹应变影响显著;回弹模量存在一临界值,其值随冷冻温度的降低而降低。

关键词：路基水泥改良土冻融循环动力特性静力特性

干湿循环过程导致水泥改良土强度衰减机理的研究

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中国铁道科学 2006年第5期27卷 23-27页

作者：王建华高玉琴天津大学岩土工程研究所天津300072

水泥改良土是铁路路基工程中重要的填料。通过试验研究干湿循环过程对水泥改良粉质黏土与粉土强度衰减的影响程度,分析干湿循环过程导致水泥改良土强度衰减的机理,并进行了试验验证。结果表明,土料中黏粒团的干缩湿胀变形是引起干湿循... 详细信息

水泥改良土是铁路路基工程中重要的填料。通过试验研究干湿循环过程对水泥改良粉质黏土与粉土强度衰减的影响程度,分析干湿循环过程导致水泥改良土强度衰减的机理,并进行了试验验证。结果表明,土料中黏粒团的干缩湿胀变形是引起干湿循环后改良土强度衰减的主要原因,适当降低改良土料中黏粒的相对含量可以有效提高干湿循环后改良土的强度。对于粉质黏土,采用掺砂方法,可使干湿循环后的水泥改良粉质黏土强度降低率减少50%。前2次干湿循环是导致改良土强度降低的主要过程,第3次干湿循环后,改良土的强度变化将趋于稳定。

关键词：水泥改良土路基填料土改良土强度干湿循环路基工程

饱和对水泥改良土抗压强度与弹性波速及其相关性的影响

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中国铁道科学 2005年第6期26卷 58-62页

作者：梁爱华王建华天津大学岩土工程研究所

用固结不排水三轴剪切试验方法和透射法,分别测定改良土的抗压强度和弹性波速,从而研究饱和对水泥改良土抗压强度、弹性波速的影响以及两者的相关性。结果表明,水泥改良土含水量的变化对其强度、弹性波速的影响较大。试样饱和后,2种水... 详细信息

用固结不排水三轴剪切试验方法和透射法,分别测定改良土的抗压强度和弹性波速,从而研究饱和对水泥改良土抗压强度、弹性波速的影响以及两者的相关性。结果表明,水泥改良土含水量的变化对其强度、弹性波速的影响较大。试样饱和后,2种水泥改良土的抗压强度和剪切波速大约分别降低30%和20%左右,而压缩波速却明显增大。不同养护龄期、不同灰土配比条件下,饱和前后抗压强度与剪切波速具有一致的变化趋势,它们之间存在良好的相关性,其相关系数大于0.95;由于饱和导致改良土的压缩波速增加,不能反映其强度的弱化,因此,剪切波速是评价水泥改良土强度特性变化的重要指标。

关键词：路基水泥改良土饱和弹性波速抗压强度相关性

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水泥改良土融沉对地层位移场影响的数值分析

南京林业大学学报（自然科学版） 2017年第2期41卷 136-142页

作者：王效宾杨平胡俊常熟理工学院管理学院江苏常熟215500 南京林业大学土木工程学院江苏南京210037

【目的】分析水泥改良土融沉对地层位移场的影响规律,为水泥土改良冻结法应用于城市地下工程提供理论基础。【方法】以南京地铁10号线盾构出洞水平冻结加固工程为研究对象,采用三维数值模拟方法对水泥改良土融沉引起的地层位移进行了分... 详细信息

【目的】分析水泥改良土融沉对地层位移场的影响规律,为水泥土改良冻结法应用于城市地下工程提供理论基础。【方法】以南京地铁10号线盾构出洞水平冻结加固工程为研究对象,采用三维数值模拟方法对水泥改良土融沉引起的地层位移进行了分析,采用单因素分析法,分析了融沉系数、覆土厚度、冻土壁尺寸对融沉位移场的影响规律。【结果】冻结区土体未经水泥土改良时,地表最大融沉量为12.811 cm;水泥掺入比为12%时,地表最大融沉量为1.521 cm,表明水泥的掺入可明显减小冻土融沉。【结论】水泥土融沉时,土层越深,融沉位移越大,融沉范围越小;地表融沉位移呈盆状沉降面,最大沉降位于出洞口处,随融沉系数增加,地表最大融沉量逐渐增大,但地层沉降分布规律不变;覆土厚度越大,地表融沉量越小;冻土壁尺寸增加时,地表位移发展速度变缓,地表沉降时间延长,最终融沉量增大。

关键词：水泥改良土融沉地层位移场数值模拟

水泥改良土杯型冻土壁融化温度场三维数值模拟

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煤田地质与勘探 2017年第4期45卷 102-106,111页

作者：王效宾胡俊居俊常熟理工学院江苏常熟215500 海南大学海南海口570100

为掌握水泥改良土杯型冻土壁的解冻规律,以南京地铁10号线过江隧道盾构出洞水平冻结加固工程为例,对水泥改良土杯型冻土壁融化温度场进行了三维数值模拟,并研究了导热系数、比热容、相变潜热等因素变化对融化温度场的影响规律。结果表明... 详细信息

为掌握水泥改良土杯型冻土壁的解冻规律,以南京地铁10号线过江隧道盾构出洞水平冻结加固工程为例,对水泥改良土杯型冻土壁融化温度场进行了三维数值模拟,并研究了导热系数、比热容、相变潜热等因素变化对融化温度场的影响规律。结果表明:冻结水泥土解冻速度受初始温度影响较小,受冻土位置影响较大;解冻过程中,冻土壁外侧1 m处的非冻结土温度先降后升,冻土壁外侧3~7 m处土体温度始终呈下降趋势;随着导热系数减小、相变潜热增大、比热容增大,解冻时间延长;比热容对冻结水泥土解冻过程的影响主要体现在升温阶段,相变潜热主要影响冻土相变阶段,导热系数既影响升温阶段又影响相变阶段。

关键词：水泥改良土冻土壁融化温度场数值模拟

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水泥改良土微观结构定量研究

水文地质工程地质 2015年第3期42卷 92-96页

作者：张齐齐王家鼎刘博榕曾佑江西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069

本文对水泥改良土的微观结构进行了定量研究,分析了各结构参数随水泥掺量变化的规律。结果表明:水泥掺量越大,等效直径较大的结构单元体含量越多,小结构单元体数量相对减少,孔隙度减小,土颗粒的分形维数减小;试样结构单元体在90°区位... 详细信息

本文对水泥改良土的微观结构进行了定量研究,分析了各结构参数随水泥掺量变化的规律。结果表明:水泥掺量越大,等效直径较大的结构单元体含量越多,小结构单元体数量相对减少,孔隙度减小,土颗粒的分形维数减小;试样结构单元体在90°区位内具有一定的定向性。试样物理力学性质的变化与其微观结构特征密切相关。

关键词：水泥改良土微观结构定量研究

干湿循环对水泥改良土疲劳强度影响的试验研究

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中国铁道科学 2005年第2期26卷 25-28页

作者：赵明龙王建华梁爱华天津大学岩土工程研究所天津300072

通过振动三轴试验,研究干湿循环过程对水泥改良粉质粘土和水泥改良粉土疲劳强度的影响。结果表明:在动应力作用下,两种改良土的破坏均为脆性破坏;干湿循环次数对水泥改良土疲劳强度的影响与土类有关,而改良粉质粘土疲劳强度经1次干湿循... 详细信息

通过振动三轴试验,研究干湿循环过程对水泥改良粉质粘土和水泥改良粉土疲劳强度的影响。结果表明:在动应力作用下,两种改良土的破坏均为脆性破坏;干湿循环次数对水泥改良土疲劳强度的影响与土类有关,而改良粉质粘土疲劳强度经1次干湿循环后,趋于稳定,而改良粉土疲劳强度经2次干湿循环后才趋于稳定;稳定后的疲劳强度大约下降为静强度的38%左右。水泥改良土的破坏塑性应变随干湿循环次数增加有所增加,但是不超过2%。

关键词：路基填料水泥改良土干湿循环疲劳强度试验研究