水泥基粉土气泡混合轻质土力学特性及在路基中的应用层位研究

发布时间：2020-08-20 07:02

【摘要】：由于气泡混合轻质土具有自重轻、强度可调节、高流动性、固化后自立性等优势,被越来越多的应用于软弱路基的填筑、桥台台背填土、道路扩建加宽等一系列工程实践中。然而传统的气泡混合轻质土水泥用量较大,致使其价格较高,难以在我国现有条件下大规模推广使用。气泡混合轻质土的现有研究,大多数局限于材料本身的物理、力学和耐久性能,对于轻质土作为路基填料时的承载特性缺乏研究,不同配合比在路基中的适用层位不明确,很大程度上制约了气泡混合轻质土在工程中的应用。基于此,本文结合黄河冲积平原区广泛分布的粉质土工程特性,研发出一种新型的气泡混合轻质土—水泥基粉土气泡混合轻质土,该类轻质土采用粉砂土作为原料土,并替代部分水泥,可以在一定程度上降低造价。同时,为了研究水泥基粉土气泡混合轻质土在路基中的应用层位,设计开展了轻质土条形基础室内模型试验,并结合数值模拟,得到了不同配合比的容许拉应力,揭示了气泡混合轻质土在路基中的适用层位,得到如下主要结论:(1)通过调整水泥基粉土气泡混合轻质土湿密度与粉砂土掺量,测试了吸水率、无侧限抗压强度、饱水抗压强度、弯拉强度、(静)弹性模量和CBR指标的变化规律,揭示出湿密度与粉砂土掺量分别与上述指标呈正相关和负相关关系;基于测试数据,分别建立了湿密度和粉砂土掺量与无侧限抗压强度、弯拉强度和(静)弹性模量关系式。(2)通过开展室内模型试验,考虑条形基础高度的变化,研究了条形基础在不同荷载条件下的受力、变形及裂缝扩展规律,提出气泡混合轻质土试件长高比(L/H)越大,在同一级荷载作用下的底部拉应力越大,产生裂缝的时间越早。研究结果为理论分析提供了基础数据。(3)同时,通过开展数值模拟分析,研究了轻质土路基影响因素敏感性及应用层位,提出气泡混合轻质土的高度、宽度、(静)弹性模量越大,所能承担的破坏荷载越大,并推荐路床区使用湿密度不小于700kg/nm3气泡混合轻质土,提出了轻质土在路堤区的应用标准。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U416.1
【图文】：

岩土工程勘察规范,粒径分布曲线,原料,粉砂土

计规范ＫＧＢ５０００７－－２００２）以及《公路桥涵地基与基础设计规范ＫＪＴＧＤ６３－２００７）逡逑中的规定，粒径大于0．0７５ｍｍ的颗粒质量超过总质量５０％的土，应定名为粉砂逡逑土。如图２－１，原料土粒径大于０．０７５ｍｍ的含量为１００％－３８．２％＝６１．８％，因此，逡逑本论文所用原料土为粉砂土。并且，逡逑，１１逡逑

发泡机,合比,水泥,泡沫

逑图２．２邋ＦＰ－Ｘ１００型驰龙水泥发泡机逦图２．３试验所用泡沫逡逑２．１．４邋Ｒ合比设计逡逑本章采用的水泥基粉土气泡混合轻质土共有１２个配比，粉砂土掺量为水泥逡逑质量的２０％、３０％和４０％，配合比计算公式如下：逡逑Ｍｃ＝＼逡逑ａ逡逑Ｍ逡逑ｗ邋ｂ逡逑Ｒｈ邋＝邋Ｍｃ＋Ｍｓ＋Ｍｗ逡逑７邋＝邋Ｈｉ－ａｙｉｏｏｏ邋＋邋７Ｃ邋＋邋Ｔ＾＇７Ｓ逦（２＇３）逡逑式中：逡逑ａ—－水泥浆中粉砂土占水泥质量的百分数逡逑ｂ——水灰比系数，水灰比＝１：邋６逡逑Ｍｃ逦每方水泥浆体中水泥质量（ｋｇ／ｍ３）逡逑Ｍｓ——每方水泥浆体中粉砂土质量（ｋｇ／ｍ３）逡逑Ｍｗ逦

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