夯实水泥黄土力学性质与微观结构研究

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1、太原理工大学硕士学位论文夯实水泥黄土力学性质与微观结构研究姓名：兰晓玲申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：曾国红20070401太原理J：人学硕士研究生学位论文夯实水泥黄土力学性质与微观结构研究摘要黄土在我国的分布面积约为63万平方公里，在黄土地区进行建设项目时，由于其特殊的工程性质，很多天然地基不能满足承载力或沉降的要求，需要进行地基处理。而夯实水泥土桩复合地基是上世纪九十年代兴起的一种地基处理方法，因为具有很多优点而被认为是一种很有前景的地基处理方法。为了探索夯实水泥土桩在黄土地区的适宜性及可靠性，本文对夯实水泥土桩处理黄土地基形成的桩体材料——夯实水泥黄土进行了研究。本文通过直接

2、剪切试验、压缩试验和微观试验，探讨了不同水泥掺入比、不同初始含水量、不同夯实功下夯实水泥黄土的抗剪强度、压缩性和微观结构的变化规律。试验研究表明，水泥掺入比、初始含水量和夯实功对夯实水泥黄土的抗剪强度、压缩性和微观结构有着重要的影响。夯实水泥黄土的强度较原状黄土有很大提高，压缩性大大降低。其它条件相同时，夯实水泥黄土的抗剪强度和粘聚力均随着初始含水量的增大先增大后减小，在最优含水量附近有一峰值；压缩系数先降低后增大，在最优含水量附近达到最小值。其它条件相同时，夯实水泥黄土的抗剪强度和粘聚力均随着水泥掺入比的增加而增大，夯实功较大时，随着掺入比的增长而增长的幅度也相对较大；夯实水泥黄土的压缩系

3、数随着掺入比的增大越来越小。其它条件相同时，夯实水泥黄土的抗剪强度和粘聚力随着夯实功的增大而增大，压缩系数随着夯实功的增大而减小。相同夯实功下，夯实水泥黄土在最优含水量时对应的抗剪强度和粘聚力随着掺入比的增大I太原理L人学硕十研究生学位论文而增大，压缩系数随着掺入比的增大而减小。掺入比相同时，最优含水量对应的抗剪强度和粘聚力随着夯实功的增大而增大，压缩系数随着夯实功的增大而减小。试验得出的不同条件下夯实水泥黄土的内摩擦角与各影响因素之间未发现明显的变化规律。SEM图像分析结果证实，微观结构的改变决定了宏观力学性质的变化。黄土加固后形成的新的微观结构形式使得力学性质大大提高。此外，夯击能、掺入

4、比、初始含水量的影响在微观结构方面有着与宏观力学指标一致的体现。力学性质较好的试样，颗粒间填充着大量水化生成的凝胶物质，孔隙率低且孔隙细小、分布离散，孔隙周围都有较密实的土颗粒或凝胶物质，颗粒间的连接是紧密的胶结结构。力学性质较差的试样，孔隙较大且集中，颗粒间的连接是比较松散的胶结结构。关键词：夯实水泥黄土，抗剪强度，压缩性，微观结构太原理一[人学硕七研究生学位论文THESTUDY0NM匣CHANICALPROPERTYANDMICROSTRUCⅡ瓜EOFC0～IPACTRDCEMENT-LOESSABSTRACTInChina，thedistributional'eaofloessisab

5、out0．63millionkm2．Indistrictsofloess，thenaturalfoundationoftencan’tmeettherequirementofbearingcapacityorseRlementbecauseofloess’Sspecialengineeringproperty，SOitrequiresfoundationtreatment．Thecompositefoundationofcompactedsoil—cementpile。oneofgroundimprovementmethodsdevelopedin1990’s，isregardedasapr

6、omisingfoundationtreatmentmethodduetoitsmanyadvantages．Inordertoexplorethesuitabilityandthereliabilityofcompactedsoil-cementpileinloessdistricts，pilematerialofcompactedsoil—cementpilewhenimproveloess，compactedcement-loess，isstudiedinthispaper．Inthispaper，changelawsofshearstrength，compressibilityand

7、microstructureofcompactedcement-loesswithdifferentcementmixingratio，differentwatercontentanddifferenteompactiveeffortarestudiedthroughdirectsheartest，compressiontestandmicrostructuretest．Theresultsindicatet