
高摻粉煤灰水泥土力學特性實驗研究
發布時間: 2013-05-06 14:41 查看: 1753次
水泥土攪拌樁法是一種技術和經濟均較合理的地基處理方案。鑒于銀川地區擁有比較豐富的粉煤灰和鎂渣資源,加之水泥土的力學特性具有一定的地域特色,針對銀川市及其周邊湖泊相軟粘土分布廣泛、強度低、壓縮性高、經處理后才能作為建筑物的地基,且摻粉煤灰或鎂渣的水泥土力學特性的相關資料積累較少等實際問題,論文以銀川地區典型軟土為研究對象,采用力學實驗和微觀結構分析結合的研究方法,通過設計正交試驗方案和相關數理統計分析,研究了軟粘土地基處理時水泥摻量、粉煤灰摻量、鎂渣摻量、土的含水率、土的粒徑大小、養護齡期等因素對水泥土力學性狀的影響及其變化規律。
按現行規范,應用攪拌法制備了邊長70.5mm的立方體試件,標準條件養護,利用萬能材料試驗機測定試件的強度和變形,結合SEM微觀結構分析,研究了高摻粉煤灰水泥土的力學性能,揭示了粉煤灰、鎂渣和砂土對粉煤灰水泥土的強度作用規律,闡明了粉煤灰水泥土的強度機理,確定了水泥、粉煤灰的優化組合方案,建立了高摻量粉煤灰水泥土的相關關系模型。研究成果如下:
(1)低抗壓強度的水泥土表現出明顯的塑性破壞,抗壓強度稍高的試件σ-ε系曲線可分為六個階段,均存存似屈服強度約為1.0MPa的似屈服階段。依據水泥土的應力~應變曲線特征,建立了高摻粉煤灰水泥土的本構關系模型;
(2)高摻粉煤灰對水泥土的強度增長有很大的貢獻,尤其是后期強度增長高達8倍左右。當水泥摻量>8%,粉煤灰與水泥的摻量比為2~3時,粉煤灰具有很好的填充效應和水化效應,粉煤灰的填充效應和水化是水泥土強度顯著提高的內在因素;
(3)水泥土的強度、應變與粉煤灰摻量、膠水比、含水量之間近似成線性關系,強度與膠水比的線性相關性最好,應變與含水量的線性相關性最好;
(4)含水量、水泥摻量、粉煤灰摻量的最優組合為含水量25%,水泥摻量12%,粉煤灰摻量20%;顯著性順序依次為水泥摻量、含水量和粉煤灰摻量,而且顯著性隨齡期的增大而增大;
(5)水泥土的強度隨著鎂渣摻量的增大近似呈線性關系增加,鎂渣和粉煤灰復合具有相互增強效應,在摻合料活性系數大于0.37時,相互增強效應顯著;
(6)水泥土的強度隨砂土摻量的增加先增加,達到峰值后又隨砂土摻量的增加而減小,砂土摻量存在一個最佳值。砂土的粒徑越粗骨架效應越高,最佳摻量越大。
論文研究成果為銀川周邊軟土地基加固處理提供了理論依據,對實際工程具有一定指導作用和參考價值。
關鍵詞:粉煤灰水泥土 力學特性 地基處理 水泥土攪拌樁
按現行規范,應用攪拌法制備了邊長70.5mm的立方體試件,標準條件養護,利用萬能材料試驗機測定試件的強度和變形,結合SEM微觀結構分析,研究了高摻粉煤灰水泥土的力學性能,揭示了粉煤灰、鎂渣和砂土對粉煤灰水泥土的強度作用規律,闡明了粉煤灰水泥土的強度機理,確定了水泥、粉煤灰的優化組合方案,建立了高摻量粉煤灰水泥土的相關關系模型。研究成果如下:
(1)低抗壓強度的水泥土表現出明顯的塑性破壞,抗壓強度稍高的試件σ-ε系曲線可分為六個階段,均存存似屈服強度約為1.0MPa的似屈服階段。依據水泥土的應力~應變曲線特征,建立了高摻粉煤灰水泥土的本構關系模型;
(2)高摻粉煤灰對水泥土的強度增長有很大的貢獻,尤其是后期強度增長高達8倍左右。當水泥摻量>8%,粉煤灰與水泥的摻量比為2~3時,粉煤灰具有很好的填充效應和水化效應,粉煤灰的填充效應和水化是水泥土強度顯著提高的內在因素;
(3)水泥土的強度、應變與粉煤灰摻量、膠水比、含水量之間近似成線性關系,強度與膠水比的線性相關性最好,應變與含水量的線性相關性最好;
(4)含水量、水泥摻量、粉煤灰摻量的最優組合為含水量25%,水泥摻量12%,粉煤灰摻量20%;顯著性順序依次為水泥摻量、含水量和粉煤灰摻量,而且顯著性隨齡期的增大而增大;
(5)水泥土的強度隨著鎂渣摻量的增大近似呈線性關系增加,鎂渣和粉煤灰復合具有相互增強效應,在摻合料活性系數大于0.37時,相互增強效應顯著;
(6)水泥土的強度隨砂土摻量的增加先增加,達到峰值后又隨砂土摻量的增加而減小,砂土摻量存在一個最佳值。砂土的粒徑越粗骨架效應越高,最佳摻量越大。
論文研究成果為銀川周邊軟土地基加固處理提供了理論依據,對實際工程具有一定指導作用和參考價值。
關鍵詞:粉煤灰水泥土 力學特性 地基處理 水泥土攪拌樁
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