纳米粘土改性滨海水泥土的压缩特性研究及压缩量预测模型

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滨海软土具有天然含水率高、压缩性大等特点,这成为限制沿海地区建筑发展的核心因素。水泥土作为加固软土地基的主要方法,在全世界范围内受到了广泛的应用。滨海水泥土也成为我国沿海地区地基加固的主要方法,当以滨海水泥土作为地基时,其沉降量较大,需对其进行固结试验,研究其压缩特性。目前,针对滨海水泥土压缩特性的改性研究已成为建筑行业的热点问题。本文以纳米粘土的填充性、吸水性、膨胀性和能发生火山灰反应等性质为核心,对滨海水泥土进行压缩特性的改性研究,以期能较好的降低滨海水泥土的压缩量。这些研究对滨海水泥土的应用和推广具有一定的价值,本文的主要研究内容和成果如下:(1)对传统的固结制样方法进行改进,发明了不考虑应力历史的螺栓式制样方法和考虑应力历史的分级加载式制样方法,并采用高扭矩式脱模器对固结试验后的环刀试样进行脱模。(2)在不同养护龄期下对不同水泥含量的滨海水泥土进行固结试验,研究其压缩特性。结果表明:养护龄期对压缩特性的改善效果与水泥含量有关。水泥含量增量对滨海水泥土压缩量的改善效果存在一个线性区间,本试验中该区间的水泥含量在12-18%内。综合考虑,优选水泥含量为18%的滨海水泥土。(3)在不同养护龄期下对不同纳米粘土含量的纳米水泥土进行固结试验,研究其压缩特性。结果表明:养护龄期增长能改善纳米水泥土的压缩特性,但不同纳米粘土含量对试样压缩特性的影响效果不同。当纳米粘土含量为4%和8%时,对试样压缩特性的改善效果较好;当纳米粘土含量为2%时,对试样压缩特性的改善效果较差;当固结压力在[100,800]k Pa内,优选纳米粘土含量为4%的纳米水泥土。(4)对不同水泥含量的滨海水泥土和不同纳米粘土含量的纳米水泥土进行微观试验。结果表明:水泥含量增大使得试样内团粒增多;不同纳米粘土含量对试样的影响效果不同,当纳米粘土含量为4%时粘结性较好;当纳米粘土含量为8%时填充性较好。(5)在余弦函数的基础上进行改进,提出了余弦-幂函数-指数模型,并用余弦-幂函数-指数模型对实测数据进行拟合,建立了滨海水泥土的压缩量预测模型和纳米水泥土的压缩量模型。
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