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滨海地区或河谷地区大多数城市的基础设施建设中常出现软土地基。加德满都市是沿河谷地区的典型城市之一,而对于沿海地区的城市,在中国大多位于东部沿海地区。因此,本文研究所用土体分别选自加德满都谷地和杭州疏浚海泥,这些地区的土体主要是软黏土为主,具有高含水率、高压缩性和低渗透性,在应用于实际工程中时将是一种具有挑战性的建筑材料。对于较大和较好的基础设施建设,可采取多种措施改善软黏土的不良力学特性。但是,在建成区,水泥固化技术是最为有效的处理技术,其周期短、水泥材料价格低廉且易获取等特点,使得水泥固化土体技术广泛应用于黏性土工程中。
本文主要探讨水泥固化软黏土的物理参数和力学特性。疏浚海泥试样中采用普通硅酸盐水泥含量分别为5%、10%、15%和20%,而加德满都软黏土中水泥含量为5%、10%和15%。制备的水泥固化土试样主要用于研究其基本特性,包括体积-质量特性(即,含水量、孔隙比、密度和比重),界限含水量以及强度和压缩性等力学性质。此外,采用扫描电镜观察固化试样的微观结构,同时采用激光散射观察固化试样的颗粒粒径分布。
本文研究表明,水泥能够显著影响两种软黏土的物理性质。随着水泥含量的增加,固化试样的比重和塑性均降低,而液限和塑限则会随之增加。此外,固化软黏土的密度将会先降低而后逐渐增加。软黏土的微观结构将会显著地由散体结构转变成含大粒径颗粒的絮凝结构,宏观上可由固化软黏土的颗粒粒径分布进行表征。
类似地,软黏土的胶结显著改善了主屈服应力、峰值强度和残余强度,但是相同水泥含量条件下,加德满都软黏土的强度将会高于疏浚海泥。固化试样的剪切过程表明,随着水泥含量的增加,土体的脆性破坏特性逐渐显著,而增加围压将会使试样的韧性增强。采用统计学法建立了压缩强度、超孔隙水压力、破坏应变、刚度、主屈服强度和剪切强度与水泥含量之间的关系,这些关系给出了水泥固化对于土体力学特性的影响。
本文尝试研究固化海泥的屈服面,发现其屈服面是不光滑的椭球面,主要是由两个线性面和一个对数-线性面构成,可由三轴试验中获取一些简单参数进行模拟。最后,基于围压、破坏应变、峰值偏应力、初始刚度和应变提出了广义刚度退化模型,该模型很好地模拟了海泥和加德满都软黏土的应力-应变特性,模型中的刚度退化和其他常量可基于固结不排水三轴试验进行校验。
本文主要探讨水泥固化软黏土的物理参数和力学特性。疏浚海泥试样中采用普通硅酸盐水泥含量分别为5%、10%、15%和20%,而加德满都软黏土中水泥含量为5%、10%和15%。制备的水泥固化土试样主要用于研究其基本特性,包括体积-质量特性(即,含水量、孔隙比、密度和比重),界限含水量以及强度和压缩性等力学性质。此外,采用扫描电镜观察固化试样的微观结构,同时采用激光散射观察固化试样的颗粒粒径分布。
本文研究表明,水泥能够显著影响两种软黏土的物理性质。随着水泥含量的增加,固化试样的比重和塑性均降低,而液限和塑限则会随之增加。此外,固化软黏土的密度将会先降低而后逐渐增加。软黏土的微观结构将会显著地由散体结构转变成含大粒径颗粒的絮凝结构,宏观上可由固化软黏土的颗粒粒径分布进行表征。
类似地,软黏土的胶结显著改善了主屈服应力、峰值强度和残余强度,但是相同水泥含量条件下,加德满都软黏土的强度将会高于疏浚海泥。固化试样的剪切过程表明,随着水泥含量的增加,土体的脆性破坏特性逐渐显著,而增加围压将会使试样的韧性增强。采用统计学法建立了压缩强度、超孔隙水压力、破坏应变、刚度、主屈服强度和剪切强度与水泥含量之间的关系,这些关系给出了水泥固化对于土体力学特性的影响。
本文尝试研究固化海泥的屈服面,发现其屈服面是不光滑的椭球面,主要是由两个线性面和一个对数-线性面构成,可由三轴试验中获取一些简单参数进行模拟。最后,基于围压、破坏应变、峰值偏应力、初始刚度和应变提出了广义刚度退化模型,该模型很好地模拟了海泥和加德满都软黏土的应力-应变特性,模型中的刚度退化和其他常量可基于固结不排水三轴试验进行校验。