钙质砂颗粒破碎对临界状态影响的试验研究

钙质砂的颗粒易碎性是造成其变形和强度特性不同于石英砂的重要性质。本文基于临界状态理论,通过一系列试验定量地描述钙质砂临界状态线随颗粒破碎的演化规律。本文试验分两个阶段进行:第1阶段研究了60~2000 kPa围压条件下钙质砂的力学特性和颗粒破碎特征;第2阶段以不同破碎率的试样为母本重塑制样,在100~300 kPa围压条件下,剪切至破碎临界状态线。试验结果表明:在较小围压(<300 kPa)条件下,松砂和密砂均表现出明显的剪胀和应变软化特性;而高围压(>1 MPa)条件下,显著的颗粒破碎会造成试样的持续剪缩;颗粒破碎存在明显围压阈值,对于松砂而言,在围压小于300 kPa条件下,颗粒基本不发生破碎;在e-lg p'平面内,破碎临界状态线的截距Δe_Γ和斜率λ_c均会随着修正相对破碎率B_r*的增大而减小,即颗粒破碎会使临界状态线发生下移和逆时针转动;而在q-p'平面内,钙质砂的临界状态点落在同一条直线上,即存在唯一的临界状态应力比M_cr和临界摩擦角φ_cr。     

新型高分子聚合物固化高含水率淤泥的早期强度试验研究

本文在传统固化材料的基础上,引入新型高分子材料,针对高含水率淤泥固化后早期强度不足和实际工程适用性问题,模拟原位填筑和异地填筑两种使用工况进行系列土工试验。研究环境因素、固化剂掺量和初始含水率对固化淤泥早期强度的影响,并确定最优固化剂掺量;通过一维压缩应力-应变曲线来分析固化淤泥的破坏特性;通过电镜扫描图分析固化土的微观结构,探究固化剂的固化机理。试验结果表明：该新型高分子固化剂对高含水率淤泥固化效果良好,固化剂的最优掺量为5%,固化淤泥土7d无侧限抗压强度可达2.4 MPa;异地填筑工况更有利于固化土的强度发展,相比于原位填筑强度增长了大约30%;固化土在达到极限强度时会发生脆性破坏,在工程使用中应避免。通过对固化淤泥的微观结构分析,结果表明固化淤泥的强度主要来源于带有极性离子的土颗粒积聚成团以及高分子聚合物水化形成的链状网络结构对土颗粒的胶结作用。