• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      聚乙烯醇纖維加筋水泥固化疏浚土靜力特性試驗研究

      2021-10-20 06:33:54王正龍王炳輝
      關(guān)鍵詞:纖維長度黏聚力模數(shù)

      王正龍,鄧 杰,梅 嶺,王炳輝

      (1.中煤長江基礎(chǔ)建設(shè)有限公司,南京 210046) (2.江蘇科技大學 土木工程與建筑學院,鎮(zhèn)江 212100)

      疏浚土廣泛存在于長江中下游航道中,由于其高含水率、低滲透性、低承載力等特性,使其幾乎沒有利用價值,大多通過挖泥船從江底抽出直接吹填到岸邊,或者拋填,對環(huán)境造成污染.極少部分疏浚土經(jīng)過處理后可用作建筑材料,但處理成本高,利用率低.因此選擇一種經(jīng)濟有效的方法處理疏浚土,對生態(tài)環(huán)境的保護、疏浚土利用率的提高都具有積極的意義.

      目前工程上大多采用水泥、石灰等化學材料對疏浚土進行固化,但這種固化方法逐漸滿足不了工程的需要,存在材料、經(jīng)濟等各方面問題.而有研究表明采用纖維和水泥聯(lián)合固化可以有效加固土體[1].

      實際上利用纖維加固混凝土材料、復合材料等方面的研究由來已久[2-3],但用來加固土體的研究尚未成熟.文獻[4]通過在素土中加入玻璃纖維,進行單軸抗壓試驗和劈裂試驗,得出玻璃纖維能夠增加素土的無側(cè)限峰值抗壓和抗拉強度.文獻[5]利用聚丙烯纖維水泥固化淤泥土時,通過無側(cè)限抗壓和直剪試驗得出隨著纖維的摻入量的增加,土體的抗壓強度提高更顯著.文獻[6]發(fā)現(xiàn)聚丙烯纖維可以大量的凝聚石灰土中水化硅酸鈣,從而提高了聚丙烯纖維與石灰土顆粒間的膠結(jié)力和密實度.

      聚乙烯醇纖維(PVA)纖維具有高強度、高模量、低伸度、分散性好的優(yōu)點,與水泥有良好的親和力與結(jié)合力,選用PVA纖維有助于減低纖維加固水泥土的施工成本,提高水泥土的強度[7-12].

      文中針對長江中下游航道水泥疏浚土,以PVA作為加筋材料,水泥作為固化材料,開展三軸固結(jié)不排水抗剪強度特性研究,考慮纖維的長度、摻量、養(yǎng)護齡期對固化疏浚土抗剪強度(內(nèi)摩擦角φ和粘聚力c)的影響,分析其對疏浚土的影響規(guī)律,得出最優(yōu)的PVA長度模數(shù)及其最佳摻入量.

      1 試驗材料與方法

      1.1 試驗材料

      (1) 土體

      試驗疏浚土取自于長江中下游航道中水下疏浚土,經(jīng)過污水廠脫水技術(shù)處理后,土體試樣的力學特性指標如表1.

      表1 疏浚土的力學特性指標

      (2) 纖維材料

      試驗用的聚合物纖維是聚乙烯醇纖維,簡稱PVA,在試驗中所用到纖維長度模數(shù)M分別為3、6、9、12 mm 4種.

      表2 PVA纖維的物理力學性質(zhì)

      (3) 水泥材料

      試驗所用固化劑是普通硅酸鹽水泥P.O42.5(楊春水泥),產(chǎn)自上海.

      1.2 試驗儀器和方法

      試驗采用的靜三軸儀是TSZ-2全自動三軸儀,進行固結(jié)不排水試驗,試樣為底面直徑3.91 cm、高度8 cm的圓柱體,剪切速率為每分鐘0.1%應變,即0.08 mm/min,圍壓分別為100、200、300 kPa 3種工況.具體操作過程參照《土工試驗方法標準》GB/T 50123-1999進行.

      2 試驗方案

      對纖維加筋水泥固化疏浚土進行了靜三軸試驗研究,主要考慮纖維的摻量F(0、0.1%、0.2%、0.3%)、纖維的長度模數(shù)M(3、6、9、12 mm),不同養(yǎng)護齡期D(7、14、28 d),對疏浚土力學性能的影響,設(shè)置了一組空白對照.具體的試驗方案如表3,試驗中選取水泥摻量為6%.

      表3 疏浚土固化試驗方案

      3 試驗與結(jié)果

      3.1 纖維長度模數(shù)的確定

      為分析PVA纖維的不同長度模數(shù)對加固疏浚土抗剪強度參數(shù)的影響,選取0.3%摻量的纖維加固疏浚土進行試驗研究,得到在不同養(yǎng)護齡期(7、14、28 d),纖維長度模數(shù)分別為3、6、9、12 mm時土樣抗剪強度參數(shù)的變化規(guī)律,試驗結(jié)果如圖1~4.

      (1) 對黏聚力的影響

      圖1為不同齡期下,纖維長度模數(shù)與土樣黏聚力c的變化關(guān)系,齡期在7、14 d時,隨著纖維長度模數(shù)的增大,土樣的黏聚力不斷增加,并有穩(wěn)定的趨勢;齡期在28 d時,土樣的黏聚力在纖維長度模數(shù)為6 mm時最大,隨著纖維長度模數(shù)的進一步增大,土樣的黏聚力有所下降,但下降幅度不大.由此可見,纖維長度模數(shù)的增大對土樣黏聚力的增長有積極作用;但隨著養(yǎng)護齡期的增大,纖維長度模數(shù)對土樣黏聚力增長的貢獻越來越小,摻入纖維的長度模數(shù)存在最優(yōu)值.

      圖1 疏浚土黏聚力在不同齡期下隨纖維長度模數(shù)變化Fig.1 Changes of cohesion of dredged soil with fiber length modulus at different ages

      為研究纖維在不同長度模數(shù)下,土樣黏聚力隨養(yǎng)護齡期增長而增加的變化率,以養(yǎng)護齡期為7 d土樣的黏聚力為基準進行歸一化處理,結(jié)果如圖2.

      圖2 黏聚力隨長度模數(shù)變化歸一化Fig.2 Normalization of cohesion with different length modulus

      由圖2可知,在同一長度模數(shù)下,隨著養(yǎng)護齡期的增大,黏聚力也逐漸增大,且在7~14 d的增長幅度遠小于14~28 d的增長幅度;另外,由圖2可知,纖維長度模數(shù)為6 mm時,土樣黏聚力的增幅達到最大,增大約2.0倍,隨著纖維長度進一步增大,土樣黏聚力的增幅有所下降.所以,摻入6 mm的纖維長度可使土體有最大的黏聚力.

      (2) 對內(nèi)摩擦角的影響

      圖3為不同齡期下,纖維長度模數(shù)與土樣內(nèi)摩擦角φ的變化關(guān)系,隨著纖維長度模數(shù)的增大,土樣的內(nèi)摩擦角逐漸降低并趨于穩(wěn)定.其中,齡期在7、14 d時,土樣的內(nèi)摩擦角隨著纖維長度模數(shù)的增大,降低幅度較大;齡期在28 d時,土樣的內(nèi)摩擦角隨著纖維長度模數(shù)的增大,降低幅度較小.這是因為纖維在摻入疏浚土后有一定吸附自由水的能力,在一定程度上增大在土顆粒中的滑移效果,從而降低了纖維與土顆粒之間的滑動摩擦力,纖維長度模數(shù)越大,滑移效果越明顯.

      圖3 疏浚土內(nèi)摩擦角在不同齡期下隨纖維長度模數(shù)變化Fig.3 Variation of internal friction angle of dredged soil with fiber length modulus at different ages

      為研究纖維在不同長度模數(shù)下,土樣內(nèi)摩擦角隨養(yǎng)護齡期增長而降低的變化率,以長度模數(shù)3 mm,養(yǎng)護齡期為7、14、28 d土樣的內(nèi)摩擦角為基準進行歸一化處理,結(jié)果如圖4.

      由圖4可知,在同一長度模數(shù)下,隨著養(yǎng)護齡期的增大,土樣的內(nèi)摩擦角逐漸下降,且降幅也逐漸減?。渲?,試樣在養(yǎng)護28 d時,內(nèi)摩擦角變化平緩,此時纖維長度模數(shù)對內(nèi)摩擦角幾乎沒有影響;而相對于養(yǎng)護7、14 d,內(nèi)摩擦角變化較大.所以,隨著養(yǎng)護齡期的增大,纖維長度模數(shù)對土樣內(nèi)摩擦角的影響趨于穩(wěn)定.

      圖4 內(nèi)摩擦角隨長度模數(shù)歸一化Fig.4 Normalization of internal friction angle with different length modulus

      由分析可知,試樣在纖維摻入量為0.3%時,在相同的養(yǎng)護齡期下,隨著纖維長度模數(shù)的變化,加固疏浚土的黏聚力在長度模數(shù)為6 mm達到最大值;而隨著養(yǎng)護齡期的增大,土樣內(nèi)摩擦角隨著纖維長度模數(shù)增大而降低的速率趨于平緩,即纖維長度模數(shù)對土樣的內(nèi)摩擦角影響趨于穩(wěn)定.所以,選擇6 mm長度模數(shù)的PVA,養(yǎng)護28 d具有較好固化效果.

      3.2 摻量的確定

      為分析PVA纖維的不同摻量對加固疏浚土抗剪強度參數(shù)的影響,根據(jù)分析,選取6 mm纖維長度模數(shù)的加固疏浚土進行試驗研究,得到在不同養(yǎng)護齡期下(7、14、28 d),纖維摻量分別為0、0.1%、0.2%、0.3%時土樣抗剪強度參數(shù)的變化規(guī)律,試驗結(jié)果如圖5~8.

      (1) 對黏聚力的影響

      圖5為不同齡期下,纖維摻量與土樣黏聚力c的變化關(guān)系.如圖5,齡期在7、14 d時,隨著纖維摻量的增大,土樣的黏聚力不斷增加,并有逐漸收斂的趨勢;齡期在28 d時,土樣的黏聚力在纖維摻量為0.1 mm時有最大值,隨著纖維摻量的進一步增大,土樣的黏聚力趨于定值.這即說明,纖維的有無對固化土黏聚力起著關(guān)鍵的作用,但隨著養(yǎng)護時間的增長,纖維的摻量的影響趨于平緩,主要是其含水率減少的原因.所以,纖維的摻量并非越多加固效果越好,而是存在最優(yōu)值.

      圖5 疏浚土黏聚力在不同齡期下隨纖維摻量變化Fig.5 Changes of cohesion of dredged soil with fiber content at different ages

      為研究纖維不同摻量下,土樣黏聚力隨齡期增長而增加的變化率,以養(yǎng)護齡期為7 d土樣的黏聚力為基準進行歸一化處理,結(jié)果如圖6.

      圖6 黏聚力隨摻量變化歸一化Fig.6 Normalized graph of cohesion with different fiber content

      由圖6可知,在同一摻量下,隨著養(yǎng)護齡期的增大,黏聚力也逐漸增大,且在7~14 d的增長幅度小于14~28 d的增長幅度;由圖6還可知,纖維摻量為0.1%時,土樣黏聚力的增幅達到最大,隨著纖維長度進一步增大,土樣黏聚力的增幅有所下降.所以,摻入0.1%的纖維長度即可使土體具有最大的黏聚力.

      (2) 對內(nèi)摩擦角的影響

      圖7為不同齡期下,纖維摻量與土樣內(nèi)摩擦角φ的變化關(guān)系,在摻量為0時,試樣的內(nèi)摩擦角有著很小幅度的增長,主要是因為水泥固化,吸收水分,增大了土顆粒之間的摩擦;后續(xù)隨著纖維摻量的增大,土樣的內(nèi)摩擦角逐漸降低并趨于穩(wěn)定.這還是因為纖維在摻入疏浚土后吸附自由水的緣故,增大了在土顆粒中的滑移效果,纖維摻量越大,滑移效果越明顯.

      圖7 疏浚土內(nèi)摩擦角在不同齡期下隨纖維摻量變化Fig.7 Variation of internal friction angle of dredged soil with fiber content at different ages

      為研究纖維在不同摻量下,土樣內(nèi)摩擦角隨養(yǎng)護齡期增長而降低的變化率,分別以養(yǎng)護齡期為7、14、28 d土樣的內(nèi)摩擦角為基準進行歸一化處理,結(jié)果如圖8.

      圖8 內(nèi)摩擦角隨纖維摻量歸一化Fig.8 Normalized diagram of internal friction angle with different fiber content

      由圖8可知,在同一纖維摻量下,隨著養(yǎng)護齡期的增大,土樣的內(nèi)摩擦角逐漸下降,且降幅也逐漸減小,都趨于平緩.所以,隨著養(yǎng)護齡期的增大,纖維摻量對土樣的內(nèi)摩擦角影響趨于穩(wěn)定.

      由以上分析可知,在纖維長度6 mm時,試樣的黏聚力隨著摻入量的增加總體上呈現(xiàn)上升趨勢,其中在養(yǎng)護28 d時,試樣的黏聚力在摻量0.1%時到最大值,而內(nèi)摩擦角在養(yǎng)護28 d時基本趨于平緩,不會隨著摻量的變化而變化.因此選用6 mm長度模數(shù)的PVA,摻入0.1%時,對長江中下游疏浚土的加固效果最佳.

      4 結(jié)論

      (1) 養(yǎng)護齡期為7、14 d時,固疏浚土的黏聚力隨纖維長度模數(shù)的增大逐漸增大;養(yǎng)護到28 d時,其黏聚力隨纖維長度模數(shù)的增大有最大值.

      (2) 隨著纖維長度模數(shù)的增大,土體的內(nèi)摩擦角逐漸降低并趨于穩(wěn)定,且隨著養(yǎng)護齡期的增大,長度模數(shù)對土體內(nèi)摩擦角的影響不大.

      (3) 養(yǎng)護齡期為7、14 d時,加固疏浚土的黏聚力隨纖維摻量的增大逐漸增大;養(yǎng)護到28 d時,其黏聚力隨纖維摻量的增大有最大值.

      (4) 隨著纖維摻量的增大,土體的內(nèi)摩擦角逐漸降低并趨于穩(wěn)定,且隨著養(yǎng)護齡期的增大,摻量對土體內(nèi)摩擦角的影響趨于穩(wěn)定.

      (5) 試樣在養(yǎng)護28 d下,摻入纖維長度模數(shù)為6 mm時,對長江中下游疏浚土的加固效果最佳,最佳的纖維摻量為0.1%.

      猜你喜歡
      纖維長度黏聚力模數(shù)
      季凍黃土地區(qū)框錨邊坡預應力錨桿內(nèi)力計算方法
      蒸煮及打漿過程中劍麻漿聚合度和纖維長度的變化規(guī)律
      中國造紙(2022年3期)2022-07-21 09:12:40
      基于單片機和模數(shù)化設(shè)計的低壓側(cè)電壓監(jiān)視與保護裝置
      能源工程(2021年2期)2021-07-21 08:40:02
      模數(shù)化設(shè)計方法在景觀鋪裝設(shè)計中的應用
      綠色科技(2020年11期)2020-08-01 02:23:58
      隨機須叢影像法纖維長度測量儀
      中國纖檢(2017年12期)2018-02-07 19:50:10
      基于LID模式的城區(qū)排澇模數(shù)探析
      一種新型的RSA密碼體制模數(shù)分解算法
      南疆棉區(qū)打頂時間對棉花產(chǎn)量和纖維長度的影響?
      棉花科學(2016年3期)2016-06-14 02:40:12
      黏聚力強度對滑面作用的差異分析
      科技視界(2016年7期)2016-04-01 20:15:33
      棉花纖維長度近等基因系R01—40—08的背景遺傳效應分析
      北票市| 达州市| 江源县| 卓资县| 深泽县| 读书| 二手房| 正定县| 山丹县| 威信县| 新兴县| 额尔古纳市| 浑源县| 大新县| 简阳市| 会宁县| 平昌县| 班戈县| 乐清市| 灵宝市| 友谊县| 休宁县| 澄城县| 新密市| 灵石县| 商城县| 勃利县| 车致| 南部县| 巍山| 龙井市| 皮山县| 汾西县| 荃湾区| 巴彦淖尔市| 鹿泉市| 黄梅县| 辽宁省| 江山市| 广昌县| 沂源县|