王立峰[1]2003年在《纳米硅水泥土工程特性及本构模型研究》文中认为水泥土外加剂可以改善水泥土的性能，如适应工程的需要早强、增强、增加抗渗能力和缓凝等等。随着对不同外加剂水泥土的工程特性、改性机理等理论的不断探讨和研究，水泥土被广泛应用于地基处理、边坡加固、基坑围护、注浆堵水等工程中。然而也因为存在水泥土强度不高、变形较大等因素而受到限制。随着纳米技术的兴起和发展，作者把纳米硅粉作为水泥土的外加剂，探讨了纳米硅水泥土的强度特性、变形特性及其影响因素和变化规律，分析了纳米硅作为水泥土外加剂在经济上的可行性，建立了纳米硅水泥土的弹塑性本构关系模型，为纳米硅水泥土在工程上的应用提供理论依据。 在大量试验基础上，本文首先分析了影响纳米硅水泥土抗压强度的因素和变化规律。试验表明，纳米硅对改善水泥土的工程特性，特别是增强水泥土抗压强度，效果明显。纳米硅增强水泥土存在一最佳掺量a_(op)，超过或低于这一掺量都不能充分发挥纳米硅增强水泥土的作用。其次应用正交试验，定量分析了纳米硅掺量、水泥掺量、水灰比和龄期等因素对抗压强度影响的大小。在对纳米硅水泥土强度特性及大量试验数据整理和分析的基础上，建立了纳米硅水泥土抗压强度与水泥掺量、纳米硅掺量、围压和龄期间的强度关系模型，用此模型可以粗略地估算相同的试验材料在试验条件相同的情况下纳米硅水泥土的抗压强度。以经济学价格理论为指导，分析了工程上应用纳米硅水泥土在经济上的可行性。分析结果表明，当纳米硅价格降至某一临界值时，相同强度的纳米硅水泥土成本低于普通水泥土成本；在此基础上，对纳米硅水泥土成本进行了分析和预测。 分析和描述了纳米硅水泥土受压破坏的过程，解释了试验过程中观察到的一些现象；分上升段和下降段建立了单轴受压下纳米硅水泥土的非线性本构关系模型，给出了模型参数的选取方法和建议值。根据大量的应力—应变关系曲线，讨论了水泥土的破坏应变、变形模量等指标与围压、抗压强度间的关系和统计规律。 以收集到的大量试验数据为基础，以弹塑性理论为指导，得出了纳米硅水泥土在子午面上的破坏曲线。结果表明，低强度纳米硅水泥土破坏曲线在子午面上为直线型，高强度纳米硅水泥土为抛物线型，假定破坏线在π平面上以椭圆线相连，建立了纳米硅水泥土的屈服准则。应用此屈服准则，采用相关联的流动法则和塑性功硬化规律，推导了纳米硅水泥土的弹塑性本构关系模型；给出了硬化模量的一般形式，结合试验数据，可以方便地求出硬化模量。 建立了纳米硅水泥土的弹塑性有限元方程，得到了叁轴试验中圆柱体试样和单桩复合地基中的应力分布、变形特性和沉降规律，最后给出了一个工程算例，计算结果表明，在其它因素相同的情况下，纳米硅水泥土的桩基沉降明显小于普通水泥土材料；当纳米硅掺量在最佳掺量范围内，纳米硅掺量大的桩基沉降小于掺量小的桩基沉降。
郭印[2]2007年在《淤泥质土的固化及力学特性的研究》文中研究说明水泥土在工程中得到了广泛的应用，然而工程实践表明，当遇到含水量高且富含有机质的淤泥质土时，采用水泥固化淤泥质土往往会出现固化土的强度偏低，搅拌桩施工过程中出现难以成桩的问题，使得处理成本大大增加，因此有必要选择适宜的外掺剂来改善水泥土的性能。本文在国家自然科学基金资助项目“有机质土的固化及其物理力学特性研究(50678158)”的资助下，总结了土壤固化剂的研究现状和展望，分析了腐殖酸对水泥土固化过程的影响机理，提出固化淤泥质土的对策；基于室内单掺和正交试验确定了针对淤泥质土的固化剂最优配方；在分析各因素对固化土强度影响规律的基础上，建立固化土强度预测模型；基于叁轴试验数据的分析，建立了固化土的非线性本构关系；最后采用FLAG软件模拟了固化土在叁轴试验中应力应变曲线，主要内容如下：(1)分析了腐殖酸对水泥固化土固化过程的影响机理，提出固化淤泥质土的对策；(2)通过单掺试验初步确定了水泥、苛性钠、叁乙醇胺、高效减水剂FDN、水玻璃、生石膏、高锰酸钾和生石灰各添加剂对固化效果影响规律和掺量范围；(3)通过正交试验以及补充试验优化了针对高含水量、高有机质含量的淤泥质土的固化剂GX07的配比，并与其它固化剂进行了固化效果对比分析，验证了该固化剂GX07在强度方面的优越性；(4)通过无侧限抗压强度试验，分析不同有机质含量、固化剂掺量、水泥掺量、含水量和龄期对固化土强度的影响规律，在此基础上建立综合考虑各因素影响的固化土强度预测模型；(5)通过常规叁轴试验，分析围压对固化有机质土力学特性的影响规律，同时得到了淤泥质固化土抗剪强度指标与其抗压强度的关系；(6)对无侧限抗压强度和叁轴试验中的应力应变关系曲线进行非线性拟合，建立了符合固化土自身特点的非线性本构关系；(7)建立了固化土强度指标的扰动演化规律，采用有限差分法实现了考虑固化土应力应变曲线软化和硬化特性的模拟。
王立峰, 朱向荣[3]2008年在《纳米硅水泥土弹塑性本构模型研究》文中提出在试验的基础上,以塑性理论为指导,假定偏平面上纳米硅水泥土的拉压力屈服点以椭圆线相连,建立了纳米硅水泥土的屈服准则;采用相关联的流动法则,假定塑性功硬化规则,推导出纳米硅水泥土材料的弹塑性本构关系;用推导出的公式可以计算出纳米硅水泥土的多轴强度理论值.结果表明,在不同静水压力下,纳米硅水泥土的包络线可区分为直线型和抛物线型;直线型偏平面在不同静水压力下,包络线以相似的形状向外扩张;而抛物线型偏平面由椭圆形向圆形过渡,曲线在各应力主轴上的迹点变得越来越光滑.同时给出了弹塑性本构方程中硬化模量的一般形式,结合试验资料,可方便地求出硬化模量,从而计算出纳米硅水泥土在不同应力水平下的应变值.
王立峰, 朱向荣, 王陈捷, 王文军[4]2004年在《纳米硅水泥土本构模型研究》文中研究说明在试验的基础上,以塑性理论为指导,采用相关联的流动法则,假定塑性功硬化规则,推导出纳米硅水泥土材料的弹塑性本构关系;给出了硬化模量的一般形式,可结合试验资料,方便地求出硬化模量。
盛明强, 乾增珍, 田开平[5]2017年在《土体固化/稳定技术与固化土性质研究综述》文中进行了进一步梳理土体固化/稳定技术已广泛应用于岩土工程建设中.本文综述了当前国内外典型土体(滩涂淤泥及滨海软土、盐渍土、膨胀土、粉质黏土和粉砂土、湿陷性黄土和沙漠风积沙等)的固化/稳定方面的研究成果与进展,主要包括土体固化剂选取与配置、固化机理、固化土性质、固化土本构模型及其强度预测等,指出了今后土体固化/稳定技术与固化土性质研究的主要趋势.
温永钦[6]2011年在《浮石粉水泥复合土的固化机理及其力学性能试验研究》文中指出水泥土及水泥土桩体被广泛应用于工程实践中,尤其是在软土地基处理、基坑维护、边坡加固、注浆堵水等工程中起到了非常重要的作用,由于水泥土的广泛应用,水泥土外加剂也广泛应用于水泥土中,以适应工程实际中早强、增强、增加抗渗能力等的需要,达到改善水泥土工程特性的目的,然而由于受到土质的地域性差异,掺有外加剂的水泥土工程特性也有很大差别,在工程实践中往往会出现成桩困难、强度不够等问题,使得处理成本大大增加。为此,本文针对内蒙古西部地区特定土质并充分利用当地富集的自然资源,开发研制一种新型建筑材料---天然浮石粉水泥复合土,同时通过室内试验研究了浮石粉水泥复合土的力学特性,分析了其力学性能的演化规律并在此基础上建立了相应的本构模型,这对于水泥土在内蒙古地区的广泛应用有着重要的理论意义和工程实际意义。本文首先对水泥土进行了不同水泥掺量、土料不同原始含水量、不同养护龄期的无侧限抗压强度试验,通过对试验结果分析,找出影响普通水泥土强度的主要因素,试验结果表明:随着水泥掺量的增加水泥土强度呈线性增大。随着土料原始含水量的增加水泥土强度先增大后减小,呈现抛物线型变化。随着养护龄期的增加,水泥土强度增大,两者呈较好的线性关系。通过不同浮石粉掺量、不同水泥掺量、土料不同原始含水量、不同养护龄期下的无侧限抗压强度试验和普通叁轴试验,测出不同掺量下的强度值和相应的强度指标。结果表明:水泥掺量16%,浮石粉掺量8%时,在各个养护龄期下试样强度都是最大,并在此基础上确定了本文新型建筑材料的最佳配比。其次,以试验实测的大量试验数据为基础,建立了综合考虑多种因素作用下的适合内蒙古地区土质的普通水泥土和浮石粉水泥复合土的强度预测模型,分别分析了普通水泥土和浮石粉水泥土在单轴状态和叁轴状态下的变形特性,并推导了普通水泥土和浮石粉水泥土的应力---应变本构方程。最后,本文结合浮石粉水泥复合土的无侧限抗压试验,采用SEM(扫描电镜)测试手段,利用土的微观结构分析方法对浮石粉水泥复合土的微结构特征进行了分析,在此基础上对浮石粉水泥复合土的固化机理和损伤特性进行了研究,初步得出了浮石粉水泥复合土的损伤演化规律,从本质上研究了浮石粉水泥复合土的强度形成及损伤演化机理。
周丽萍[7]2009年在《寒区复合水泥加固土的力学性质及损伤特性研究》文中指出利用当地的土壤资源、矿产资源及工业废料,开发新型建筑材料—复合水泥土,发展“绿色”建材是本文研究课题的宗旨。本文通过室内试验,研究配制了一种针对寒冷地区粉质粘土的复合水泥材料,提出了它的最佳配合比。并进行了该种复合水泥土的强度、耐久性、损伤、微结构等试验研究,分析了复合水泥材料与土、水、水泥浆之间的相互作用,在此基础上探讨了复合水泥土的固化机理,最后分析了复合水泥土的损伤特性。为复合型水泥土的进一步的研究和应用提供理论和试验数据。本文首先对普通水泥土进行了抗压、间接抗拉等力学性质及抗冻、抗渗等耐久性方面的试验,找出影响普通水泥土的主要因素,在此基础上,根据多方案比较,选择了八种材料作为水泥土外掺剂,进行了每种外掺剂水泥土的单掺试验,从考查寒区水泥土最重要的两个指标—强度和抗冻性方面进行了全面的试验对比,总结了每种外掺剂对水泥土的影响及改性效果,然后通过正交试验,找出了影响水泥土强度和抗冻性的主要因素及因素水平,通过直观分析和方差分析及补充试验,得出一组性价比较高的复合型材料最优配合比方案,即水泥:石灰:硅粉:Na2SO4:表面活性剂=10:1:3:0.5:0.1,将该复合型材料与土、水按一定比例拌制而成的材料称为复合水泥土。为了验证研制的复合水泥土的强度特性和耐久性,通过室内试验,对复合水泥土进行了不同掺量、不同养护龄期的无侧限抗压强度、间接抗拉强度、抗冻性、冻胀量试验,并与普通水泥土进行了对比分析。试验结果表明:复合水泥土的力学性能及耐久性能均明显优于普通水泥土。建立了综合考虑各因素影响的普通水泥土和复合水泥土的强度预测模型,分析了二者的变形特性,推导了普通水泥土及复合水泥土的应力应变上升段和下降段本构方程。结合SEM试验探讨了复合水泥土的微结构特点,分析了复合水泥材料与土、水、水泥浆之间的相互作用,在此基础上分析了复合水泥土的固化机理,从本质上的找出了复合水泥土强度特性优于普通水泥土的合理解释。最后,通过室内变形及损伤试验,分析了复合水泥土的细观损伤机制及其损伤演化规律,建立了单轴压缩条件下的弹塑性损伤模型。
佚名[8]2003年在《岩土工程博士学位获得者简介》文中研究指明方鹏飞 男 , 1 975生 , 2 0 0 0年于太原工业大学获得岩土工程硕士学位 , 2 0 0 3年 8月于浙江大学获土木工程专业博士学位 ,导师 :朱向荣 (浙江大学 )。现在浙江大学宁波理工学院建工系工作 ,从事软黏土地基、土力学与地基基础方面
赵永强[9]2008年在《污染对水泥土影响的力学试验及其损伤本构模型研究》文中研究指明水泥土技术由于其具有造价低、施工方法简便、在施工中无振动、无噪声、无地面隆起和对周围建筑物无有害影响等优点,而在各类土体加固工程中广泛使用。然而,水泥土的工程特点,常常遇见被加固的土体已经被污染或成桩水泥土处于含有侵蚀离子的环境中的问题,这些污染土体或者环境中含有的侵蚀性离子与水泥土具有较强的结晶分解作用,对水泥土的力学性能和耐久性产生重要影响,因此研究土体污染和侵蚀环境影响下的水泥土力学特性变化、化学侵蚀特点、建立水泥土损伤本构模型具有重要的理论意义和工程意义。为了适应工程中可能遇到的两类污染情况,配制了两种水泥土,一种是由污染土配制成的水泥土(简称水泥污染土),另一种是由无污染土配制成的水泥土(简称水泥土),首次对标准养护条件下的水泥污染土和侵蚀环境中浸泡的水泥土在不同龄期时的外表形态、破裂特征、抗压强度和应力—应变关系曲线等进行了详细的对比分析,结果表明,污染土较侵蚀环境对水泥土力学特性等方面的影响较弱。首先,SO_4~(2-)离子在一定含量范围内的水泥污染土,其抗压强度较无污染水泥土不但没有降低,相反,其抗压强度有一定的提高;阳离子不同,使得SO_4~(2-)对水泥污染土强度的增强或削弱程度不同,结合电子显微镜扫描试验,对SO_4~(2-)影响水泥污染土强度的原因,从微观、细观和化学机理叁个方面进行了定性分析。通过大量试验结果,对实际水泥加固工程中污染土和侵蚀环境中各种离子的极限含量做了说明,对不同污染形式下各种离子对水泥污染土和水泥土的抗压强度修正系数进行了总结,并且把不同化合物、不同阴离子和阳离子对水泥土强度影响作用的强弱进行了排序,为污染土和侵蚀环境中水泥土的应用、施工和设计提供了一定的参考依据。其次,水泥污染土和侵蚀环境中的水泥土的应力—应变关系曲线,具有明显的线弹性阶段和塑性变形阶段,塑性变形与水泥土的侵蚀方式、侵蚀离子的种类和浓度紧密相关。针对水泥土的弹塑性变形特点,作者提出了分段考虑水泥土变形过程的观点,通过对水泥土损伤试验结果的分析,明确了水泥土损伤变量的变化规律,探讨了水泥土的损伤机制,结合试验中获得的应力—应变曲线,建立了水泥土损伤模型,并根据试验数据确定了水泥土的相关材料参数和损伤变量,得出了水泥土的分段弹塑性损伤本构关系,说明将弹塑性的损伤理论引入到水泥土的工程力学特性领域是可行的、有意义的。再次,明确了H_2SO_4侵蚀环境中的水泥土的化学侵蚀特点,定义了水泥土的化学侵蚀因子,结合试验数据,并且根据化学动力学的知识,建立了H_2SO_4侵蚀环境中的水泥土早期强度的化学预测模型,通过与试验结果的对比,证明本文所建立的化学预测模型的准确性与合理性,为H_2SO_4侵蚀环境中的水泥土强度的预测提供了依据,该模型的建立,把化学侵蚀与力学强度有效地结合起来,根据文中定义的化学侵蚀因子,使我们在宏观立场上清楚地了解了水泥土内部物质和水化产物与H_2SO_4消耗量之间的关系,对水泥土与H_2SO_4的反应有了定量的认识;同时,只要掌握不同侵蚀环境中的水泥土力学参数和侵链介质的消耗速率,应用模型可对相应的侵蚀环境中的水泥土早期强度进行预测,为水泥土桩尤其是大体积水泥土在各种侵蚀环境中的早期强度的预测提供了理论依据。根据侵蚀环境中离子的迁移特点和化学反应机理,在考虑侵蚀离子在水泥土中的扩散、渗透和化学反应的基础上建立了侵蚀环境中离子迁移的模型,并求得模型的解析表达式,该模型可根据侵蚀离子的不同条件求得其解,为各种侵蚀环境中的离子迁移提供了理论依据。文中还提出了NaOH侵蚀条件下水泥土强度与NaOH浓度和龄期之间关系的强度预测公式,经与试验值比较,证明该公式具有极高的精确性,可以用于NaOH侵蚀环境中水泥土强度的预测。
黄洪勉, 王立峰[10]2008年在《水泥土的强度和屈服特性研究》文中研究指明本文总结了水泥土抗压强度的影响因素和水泥土的变形特性;基于临界状态理论,推导出低掺量水泥土的屈服函数,并讨论了屈服函数的一些特性。
参考文献：
[1]. 纳米硅水泥土工程特性及本构模型研究[D]. 王立峰. 浙江大学. 2003
[2]. 淤泥质土的固化及力学特性的研究[D]. 郭印. 浙江大学. 2007
[3]. 纳米硅水泥土弹塑性本构模型研究[J]. 王立峰, 朱向荣. 浙江大学学报(工学版). 2008
[4]. 纳米硅水泥土本构模型研究[J]. 王立峰, 朱向荣, 王陈捷, 王文军. 浙江科技学院学报. 2004
[5]. 土体固化/稳定技术与固化土性质研究综述[J]. 盛明强, 乾增珍, 田开平. 江西水利科技. 2017
[6]. 浮石粉水泥复合土的固化机理及其力学性能试验研究[D]. 温永钦. 内蒙古农业大学. 2011
[7]. 寒区复合水泥加固土的力学性质及损伤特性研究[D]. 周丽萍. 内蒙古农业大学. 2009
[8]. 岩土工程博士学位获得者简介[J]. 佚名. 岩土工程学报. 2003
[9]. 污染对水泥土影响的力学试验及其损伤本构模型研究[D]. 赵永强. 太原理工大学. 2008
[10]. 水泥土的强度和屈服特性研究[J]. 黄洪勉, 王立峰. 科协论坛(下半月). 2008