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以往水泥土的研究多针对软土及地基承载力不大的土进行,而针对地层物理力学性质较好的土层,即使有所应用,也未进行土层试验与总结适合于本地区的水泥土物理力学参数,而是直接应用软土地区的经验参数。这样,不仅造成地层性质功能上的损失,而且,由于一般软土的含水率偏高,水泥用量也就偏高,若在土质好的地区采用与软土地区相同的水灰比,会增加施工成本,也造成了经济浪费。为此,本文通过大量的室内试验对长沙地区夯实水泥土性能进行了研究,为将来在这一地区应用夯实水泥土提供参考。
本文对水泥土的研究现状,发展,应用进行了较为详细的介绍,对长沙地区夯实水泥土进行了一系列试验研究,并得出以下成果:
1)试验所用网纹红土的物理性质和状态指标:土的含水率:ω=26.4%;密度:ρ=1.85g/cm3;塑限:ωp=21.5%;液限:ωs=34.7%;最佳含水率:ω=21.7%;最大干密度:ρ=1.533g/cm3。
2)对水泥土进行抗压强度和抗剪强度试验,试验结果表明:水泥土强度随着水泥掺入比的增加呈现增大的趋势;水泥土强度随着含水率的增加呈现减小的趋势;水泥土强度随着养护龄期的增加而增大,但在后期其增长速率有所减缓;水泥土强度随着应变率的增加整体上呈现增加的趋势。水泥土最优配方:水泥掺入比:20%;含水率:水泥重量的40%加上土重量的21.7%;养护龄期:28天。
3)对水泥土进行了不固结不排水强度试验,试验结果表明:加载速率越大,水泥土的强度越大;加载初级阶段,整体上加载速率越大,主应力差增长速率越大;水泥掺入比越小,水泥土的加载速率效应越明显;含水率小于最佳含水量时,含水率越小,加载速率效应越明显;含水率大于最佳含水量时,含水率越大,加载速率效应越明显。
4)试样在水泥掺入比小时为塑性破坏,在增大的过程中逐渐转变为脆性破坏。
5)对试样进行了一系列的渗透试验,试验结果表明:原状土的渗透系数为2.80×10-6cm/s;与原状土含水率相同的扰动土的渗透参数为1.35×10-7cm/s;最优含水率的扰动土的渗透系数为2.70×10-8cm/s;最优配方的水泥土的渗透系数为4.88×10-8cm/s。原状土的抗渗性能最差,水泥土的抗渗性能最好,扰动土的抗渗性比原状土的好。