水泥土力学特性随龄期发展规律试验研究

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1、水泥土力学特性随龄期发展规律试验研究水泥土力学特性随龄期发展规律试验研究水泥土力学特性随龄期发展规律试验研究水泥土力学特性随龄期发展规律试验研究水泥土力学特性随龄期发展规律试验研究水泥土力学特性随龄期发展规律试验研究水泥土力学特性随龄期发展规律试验研究水泥土力学特性随龄期发展规律试验研究水泥土力学特性随龄期发展规律试验研究第1期2012年2月水利水运工程HYDRO.Sa匝烈CEANDE]NE】既如NGNo.1Feb.20l2水泥土力学特性随龄期发展规律试验研究陈达,庄宁,廖迎娣,黄辉(1.河海大学海岸灾害及防护教

2、育部重点实验室,江苏南京210098;2.河海大学力学与材料学院,江苏南京210098)摘要:水泥土搅拌法是加固软土地基的常用方法,水泥土强度随龄期的发展规律直接影响水泥土的加固设计,施工进度安排和控制.基于我国东南沿海淤泥土特点,通过室内配比试验和力学加载试验,获得了5种以常用水泥为固化剂的水泥土试样90d龄期内的应力应变曲线.在此基础上研究了不同固化剂和龄期对水泥土力学特性的影响,建立了水泥土抗压强度与龄期间的关系式,能根据水泥土3d强度较准确地预测水泥土的后期强度,对于提高施工质量控制水平有重要意义.关键词

3、:水泥土;强度;龄期;淤泥中图分类号:TU411.3文献标志码:A文章编号:1009—640X(2012)01—0026—04水泥土搅拌法是以水泥作为固化剂,在地基深处就地将地基土体与固化剂充分搅拌,形成具有足够强度和稳定性的水泥土,从而达到加固软土地基的目的.水泥土的强度和力学特性直接关系到地基加固的效果,且影响因素众多..,包括水泥品种,强度等级,掺入比和龄期等,其中,龄期直接关系到地基加固设计和工程进度安排.本文基于我国东南沿海淤泥土特点,通过对不同水泥品种混拌的水泥土的室内IIIII~试验和力学分析,研究

4、水泥土强度与龄期的关系,为类似土质的水泥土搅拌法设计提供依据.1试验方案试验用土取自厦门某沿海区域,根据《软土地基深层搅拌加固法技术规程》(YBJ225—91)规定,土样取出后立即切分成2×10m.的小块,用厚聚氯乙烯塑料袋封装运送至实验室,放置于阴凉干燥处的木箱内存放,确保试验用土的各项主要物理,力学性质与现场土一致.经检测土体呈弱碱性,土体中孔隙水对水泥土具有弱腐蚀性,土中水的质量分数(以下称含水率)为34.6%,天然重度为l4.4kN/m,原状及重塑土的无侧限抗压强度分别为16.2和4.7kPa,灵敏度为3

5、.45.选用抗硫酸盐水泥(P.MSR32.5),膨胀水泥(AEC32.5),矿渣硅酸盐水泥(P.S32.5)和普通硅酸盐水泥(P.O42.5和P.O52.5)作为固化剂,试块尺寸为70.7mmx70.7mmx70.7mm,水灰比0.8:1,水泥掺人比为0.20.掺入各种水泥分别制成水泥土试块5组,每组3个,各组龄期分别为3,7,14,28和90d.试验土和水泥浆经充分搅拌后,采用分层压实的方法填充到试模中,将试块表面刮平后盖上塑料布放置于阴凉处.试块制作2d后拆模,放人养护室(恒温20~C,湿度/>95%)

6、养护到规定龄期.水泥土无侧限抗压强度试验采用电子万能试验机进行,采用应变控制方式加载,加载速度在应力上升段和下降段分别为0.3和0.5mm/min.收稿日期:2011—05—20基金项目:国家自然科学基金青年科学基金资助项目(51009061);水利部公益性行业科研专项经费资助项目(200801057,200901062);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2009B10114,2010B02414,2010B03214);江苏高校优势学科建设工程资助项目(海岸带资源开发与安全)作者简介:陈达(1978一)

7、,男,福建福清人,副教授,博士,主要从事港工结构方面研究.通信作者:廖迎娣(E—mail:liaoyd770410@163.eom)第1期陈达,等:水泥土力学特性随龄期发展规律试验研究272试验结果及分析图1为各种水泥土不同龄期时的应力应变关系曲线凸_,bS(a)P.MSR32.5水泥土S(b)AEC32.5水泥土09(c)P.S32.5水泥土(d)P.O42.5水泥土(e)P.O52.5水泥土图15种水泥土不同龄期的应力应变关系曲线Fig.1Strain—stresscurvesforthecement—soi

8、lsamplesatdifferentages分析图1可以得出如下结论:(1)尽管水泥土采用的同化剂水泥种类不同,但龄期对水泥土强度发展的影响规律大致相同,水泥土试样均表现出较强的塑性特征,其中,P.MSR32.5水泥土塑性变形较其他几种固化剂更为明显.(2)应力应变曲线大致可以分为4个阶段:①试块压实阶段,随着试块表面被加载,应力应变曲线的斜率也逐渐增大;②线性阶段,应