水泥掺量对固结土体强度特性影响的试验研究

发布时间：2020-05-30 17:41

【摘要】：随着国家的发展,经济水平不断的上升,在工程建设中,经常遇到软土易变形,强度不够带来的安全隐患问题。红黏土是一种具有多裂隙、强度衰减性、对环境温度变化非常敏感的高塑性黏土,其具有含水量高、天然密度小、孔隙比大等特点;砂土是土壤颗粒组成中砂粒含量比较高的一种土壤,由于其结构松散,具有易腐蚀性、易冲刷性、易液化等特点。衡阳地区红黏土与砂土分布广泛降雨频繁,雨水量大,因此往往需要对土体进行加固改良,改善土体的工程性质,提高土体力学强度,来满足建筑物的要求。本文以衡阳地区某镇红粘土和砂土作为原材料,利用水泥加固软土技术原理,以大掺量水泥对固结土体力学强度指标的影响为切入点,通过室内试验,对以下问题进行了探讨,具体内容如下:(1)对目前水泥土在工程中的发展及应用现状进行阐述。(2)对掺入水泥后的红粘土和砂土无侧限抗压强度进行了研究,讨论了不同水泥掺入比对土体抗压强度的影响规律。(3)通过开展室内水泥土直剪试验,对不同水泥掺入比的水泥土试件应力应变曲线、法向应力-剪应力曲线及抗剪强度力学指标进行了研究,获得了水泥土随水泥掺入比的变化规律,同时研究分析了剪切后水泥土试件破坏特征。根据室内试验的结果研究分析,得出如下主要成果:(1)随着水泥掺入量的增加,水泥土无侧限抗压强度逐渐增大(2)随着水泥掺量的不断增大,红黏土固结体的剪应力-剪位移关系曲线上峰值应力跌落现象逐渐显现;红黏土固结体抗剪强度指标随水泥掺量的增大而提高,但是粘聚力与内摩擦角的增大规律并不相同:粘聚力的增大速率随水泥掺量的增大而不断减小,内摩擦角的增大规律随水泥掺量的增大而呈“S”型。(3)砂土掺入水泥固化剂后水泥土残余强度、剪切峰值强度均有明显提高,随着水泥掺入比的增大,黏聚力先增大,当达到1:2时黏聚力增长速率趋于0,到达1:1后粘聚力甚至有所减小,而内摩擦角随着水泥掺入比增大持续增大,并且增长速率变大。(4)通过对水泥土试件进行剪切试验,水泥土试件在剪切过程中会出现粘结失效、爬坡效应、剪断效应三种现象。出现这几种现象的原因主要是在土体剪切面上施加的正应力不同。当施加的法向力较小时,水泥土剪切面会出现粘结失效、爬坡效应等现象。当施加的法向力较大时,水泥土剪切面则出现剪断效应。
【图文】：

布于我国两湖两广等地区的一类特殊性土体，红黏土由于包状态的氧化物还有残余碎屑三大主要部分，其基本的物理性质天然含水率高、液塑限高、失水后收缩显著，孔隙比大、裂隙能却很好，比如压缩性好，强度偏高。砂土密实度对于砂土来要的性质，这个指标对其工程性质有着极为重要的影响。当砂，砂土的的内部结构稳定，压缩性比较小，强度大，因其良好建筑物的基地；但是当砂土处于疏松状态时，，压缩性非常大，。 2.1 所示，根据试验室测定，红黏土主要力学指标如表 2.1 所指标及颗粒级配如表 2.2 所示，试验前取土样运回试验室，把干，将晒干后的土样用碾磨机碾碎，如图 2.2，并过粒径为 0质，将筛余的土置于塑料桶中作为备用。

表 2.1 风干红黏土物理力学指标孔隙比e弹性模量E/MPa泊松比μ塑性指数IP液性指数IL黏聚力C/Kpa1.45 67.3 0.3 18.07 0.76 9.25
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU41

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本文编号：2688484