水泥复合土试验研究.pdf

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1、第05期(总第384期)吉林水利2014年05月[文章编号】1009—2846(2014)05-0006—03水泥复合土试验研究赫文秀(辽宁水利职业学院，辽宁沈阳110122)[摘要]本试验以水泥和粘土为主要原料，将粉煤灰和玻璃纤维掺入到水泥土中，通过室内三轴试验，得到水泥复合土的应力应变曲线。通过对实测的应力应变曲线分析可知：水泥复合土的应力应变曲线呈软化型．存在明显的应力峰值点．可将其分为：弹性变形区、塑性变形发展区、应力衰减区、残余强度区四个发展阶段。与此同时．通过对水泥复合土试件破坏过程的分析发现：水泥复合土的破坏形式为脆性剪切破坏和胀裂破坏。[关键词]水泥复合土；三轴试验；应力应变

2、曲线；破坏特征[中图分类号]Tv432~．2[文献标识码]B水泥土是以粘土为主要原料．掺人少量的水选用锦州市小凌河水库分布的粘土和水泥为基础泥和其他掺合料．加入一定量的水搅拌均匀所形材料．在其中加入一定量的工业废料粉煤灰和聚成的一种混合材料【”水泥土作为一种新型的建丙烯纤维，以提高水泥土的抗变形能力，从而为这筑材料，其造价低、环境污染少、施工方便，被广泛一地区水泥土的应用提供一定的参考价值。的用于建筑工程中而且随着基础设施的快速发展和施工水平的提高．越来越多的学者投入到研1试验究水泥土的行列中．通过大量的试验研究得到适应工程要求的水泥复合土材料。王天亮等[21通过1．1试验原材料动静三轴试验

3、．研究了水泥改良土试样的应力一本次试验选用锦州市小凌河水库广泛分布的应变曲线的变化规律和回弹模量和动弹性应变与粘土。土料经过风干，碾碎。并过2mm的筛。粘土的振动次数的变化规律。卢全中等【3】通过三轴压缩物理力学性能见表1：试验采用冀东牌普通硅酸盐试验．研究了裂隙性黄土在不同围压下的破坏特水泥：粉煤灰为丹东鸭纸恒业粉煤灰制品有限责征：周敏锋等[4】通过实测的应力应变曲线，建立了任公司生产的Ⅱ级粉煤灰．粉煤灰的化学组成见单轴围压作用下应力应变曲线的本构方程。宁宝表2：聚丙烯纤维采用山东泰安汇鑫工程纤维有限宽【s1等通过细观破裂过程试验研究．建立了水泥公司生产的聚丙烯纤维．聚丙烯纤维的主要性能土

4、细观损伤本构模型。KimDJ等人【研究了在指标见表3水泥土中加入各种纤维可以有效地提高水泥土的1．2试验方法性能。本试验按照《土工试验方法标准)(GB／T50123—近年来．随着基础设施建设规模越来越大，水2002)]a~验规程进行试验。首先按照粘土：水泥：粉泥土被广泛的应用到软土地基加固、边坡加固、渠煤灰：聚丙烯纤维为100：15：8：0．14的比列称取各道防渗等实际工程中。在本文基于水泥土的特点，材料的质量．然后将各种材料混合．搅拌均匀后压表l土的物理力学性能指标[收稿日期]2014—02—08【作者简介]赫文秀(1985一)，女，硕士研究生，助教，主要从事建筑材料方面的教学研究。一6一

5、吉林水利水泥复合土试验研究赫文秀2014年05月实成型，脱模后放人标准养护箱(养护箱湿度应力应变曲线开始下降．应变随着应力下降变化95％，温度20~2~(2)中进行养护，养护至28d后进不明显。水泥复合土开始出现软化。行三轴压缩试验。第四阶段：残余强度区，当应力降低到峰值的40％-70％时，曲线开始近视于平行横轴发展。即2水泥复合土应力应变曲线特征随着应变的不断增加．主应力差值基本保持不变。水泥复合土表现为明显的塑性变形．而且随着围2．1水泥复合土的应力应变曲线压的不断增加．残余强度不断的增大。将养护28d的水泥复合土试件放人到应变控制式三轴仪上进行三轴压缩试验。其中施加的围3水泥复合土的破

6、坏特征压分别为100kPa、200kPa、300kPa，得到相应的应力应变曲线如图1所示。在水泥土中加入粉煤灰和聚丙烯纤维这两种物质．不仅能够明显地提高水泥土的力学性能，而_◆-l~kPat2~kPa-．-3~kPa且对改善水泥土的破坏形态和变形特性也有很大的帮助。通过对水泥复合土破坏过程的仔细观察发邑现：水泥复合土大约达到应力峰值的70％一80％后，在试件的顶端开始出现一条细小的裂缝，随着外荷载不断地增加．微裂缝逐渐的向下扩展。而且在试件的顶部会不断地出现细小的裂缝．试件的变形逐渐地增大．直至试件破坏。通过三轴围压作用下破坏特征的分析可知：试件的破坏形式可以图1实测应力应变曲线分为两种：一

7、种为胀裂破坏(如图a所示)，试件在从图1中可以看出：水泥复合土随着围压的加载过程中．当应力达到峰值以后．在试件顶部会不断增加，主应力逐渐增大。当应力达到峰值后迅出现两条交叉的主裂缝．随着外加荷载的逐渐增速下降．大约下降到应力峰值的50％左右曲线平加．裂缝不断的扩展．在主裂缝周围会产生大量的行于横轴发展．存在一定的残余强度。而且随围压微裂缝．随着这些微裂缝数量的逐渐增加．直至试的不断增加．水泥复合土的残余强度逐