纳米水泥土的剪切特性

发布时间：2018-12-20 09:18

【摘要】：随着土木行业的发展,水泥土作为一种造价低、性能良好的建筑材料,应用越来越广泛,但是由于水泥土具有强度低、变形大的缺点限制了它的发展。目前,国内外关于地基方面的事故很多,大部分是由于其抗剪强度不足引起的。剪切特性是改良土的重要力学性质之一,建筑工程的地基承载力、边坡稳定性以及支挡结构物上的土压力计算等问题都与土的抗剪强度指标直接相关,因此研究水泥土的剪切特性有重大意义。本文把性能优异的纳米材料加入到水泥土中,形成复合水泥土材料,简称纳米水泥土。本文从以下几个方面研究纳米水泥土的剪切特性：首先,通过对纳米水泥土进行无侧限抗压强度试验,研究纳米材料掺入比、水泥掺入比、水泥土总含水率、龄期对纳米水泥土抗压强度的影响规律及原因,同时提出纳米蒙脱土(NM)、纳米硅(NS)、纳米铝(NA)的最佳掺入比。其次,参考无侧限抗压强度试验结果,制定直剪试验方案。通过对纳米水泥土进行直剪试验,得到纳米材料掺入比、水泥掺入比、水泥土总含水率、龄期、纳米材料种类、垂直压力对纳米水泥土抗剪强度、粘聚力、内摩擦角这三个剪切特性指标的影响规律。参考直剪试验结果,制定纳米水泥土正交试验方案。通过正交试验得到纳米材料掺入比、水泥掺入比、水泥土总含水率三个因素对NM水泥土抗剪强度、粘聚力、内摩擦角的影响强弱顺序以及最优配合比。最后,分析了水泥土的应力—应变曲线关系,还分析了纳米材料、水泥掺入比、总含水率、龄期对水泥土剪切特性的改善机理。
[Abstract]:With the development of civil engineering industry, cement soil is more and more widely used as a kind of building material with low cost and good performance, but its development is limited by its low strength and large deformation. At present, there are many accidents about foundation at home and abroad, most of them are caused by insufficient shear strength. Shear property is one of the important mechanical properties of improved soil. The problems of foundation bearing capacity, slope stability and earth pressure calculation on retaining structure are directly related to the shear strength index of soil. Therefore, it is of great significance to study the shear characteristics of cement soil. In this paper, nano-materials with excellent properties are added to cement soil to form composite cement-soil materials. In this paper, the shear characteristics of nano-cement soil are studied from the following aspects: firstly, through the unconfined compressive strength test of nano-cement soil, the ratio of nano-material to cement soil, the total moisture content of cement-soil is studied. The influence of age on the compressive strength of nano-cement soil was studied. The optimum blending ratio of nano-montmorillonite (NM), nano-silicon (NS), nano-aluminum (NA) was also put forward. Secondly, according to the results of unconfined compressive strength test, the direct shear test scheme is established. Through the direct shear test of nano-cement soil, the ratio of nano-material, the total moisture content, the age of cement soil, the type of nano-material, the vertical pressure on the shear strength and cohesion of nano-cement soil are obtained. The influence of internal friction angle on three shear characteristics. According to the results of direct shear test, the orthogonal test scheme of nano-cement soil was established. Through the orthogonal test, the influence of three factors on the shear strength, cohesion, internal friction angle of NM cement-soil was obtained, and the optimum mix ratio was also obtained by the addition ratio of nano-materials and the total moisture content of cement-soil and the influence of three factors on the shear strength, cohesion and internal friction angle of NM cement-soil. Finally, the stress-strain curve relationship of cement-soil is analyzed, and the mechanism of improving the shear characteristics of cement-soil by nano-material, cement blending ratio, total moisture content and age is also analyzed.
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU411

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本文编号：2387781