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海水侵蚀环境下固化淤泥土氯离子扩散规律及微观机理研究
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作者 吴燕开 浮朝晖 +2 位作者 李文艳 许振翔 王粱 《工程地质学报》 北大核心 2025年第3期886-897,共12页
为研究在海水侵蚀环境下对海洋工程中淤泥质黏土固化改良问题,在室内开展实验研究,分别采用不同的固化剂固化海相淤泥土,对不同配比的固化土:水泥固化土(CS)、钢渣粉水泥固化土(SSP-CS)、掺激发剂钢渣粉水泥固化土(A-SSP-CS)和矿渣粉水... 为研究在海水侵蚀环境下对海洋工程中淤泥质黏土固化改良问题,在室内开展实验研究,分别采用不同的固化剂固化海相淤泥土,对不同配比的固化土:水泥固化土(CS)、钢渣粉水泥固化土(SSP-CS)、掺激发剂钢渣粉水泥固化土(A-SSP-CS)和矿渣粉水泥固化土(SP-CS)展开研究,分析其物理力学特性、侵蚀离子在固化土体中的扩散分布规律及侵蚀后的微观结构变化。研究结果表明:海水侵蚀下不同固化剂固化后的试样,随着侵蚀时间的增加,其质量变化率波动幅度较大,均呈现出先降低后增大的走势;侵蚀90 d后各类型固化土强度达到最大值,且SP-CS固化土试样的强度从初期就始终远高于其他固化试样;SSP-CS与A-SSP-CS固化土试样对比分析,因激发剂NaOH过多,A-SSP-CS固化土试样内部的密实性被降低,导致其强度出现下降的趋势;氯离子的运移扩散规律展现出,其含量随着深度和侵蚀龄期在不断增长,曲线变化波动大,后期平稳上升,试样中氯离子浓度的对比是:SP-CS>CS>SSP-CS>A-SSP-CS;SP-CS与SSP-CS固化土试样,在海水侵蚀后出现C-S-H胶凝体和AFT针状物等水化产物,内部孔隙较小,排列较紧密。研究结果展现出钢渣粉可替代水泥进行固化淤泥土的可行性,可为实际工程中固化土的抗侵蚀性能研究提供理论依据。 展开更多
关键词 固化淤泥土 海水侵蚀 质量变化率 无侧限抗压强度 氯离子扩散
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海水侵蚀下复合固化剂改良淤泥质土的物理力学特性研究 被引量:1
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作者 吴燕开 许美玲 +3 位作者 杨椿茂 王世鑫 郝润民 彭亚男 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第4期1535-1545,共11页
采用钢渣粉、粉煤灰固废材料替代部分水泥,以生石灰和NaOH作激发剂组配成新型复合固化剂改良淤泥质土,研究复合固化剂改良后的固化土试样在海水侵蚀作用下的质量变化率、含水量、无侧限抗压强度劣化规律。采用SEM分析海水侵蚀下固化土... 采用钢渣粉、粉煤灰固废材料替代部分水泥,以生石灰和NaOH作激发剂组配成新型复合固化剂改良淤泥质土,研究复合固化剂改良后的固化土试样在海水侵蚀作用下的质量变化率、含水量、无侧限抗压强度劣化规律。采用SEM分析海水侵蚀下固化土中土壤颗粒的微观结构变化、胶结物的分布及其与土颗粒之间的相互作用。结果表明:28 d固化土的质量变化率普遍低于7 d固化土的质量变化率,表明淤泥质固化土养护龄期越长,内部结构越稳定;各试样的含水量随海水侵蚀浓度增加呈降低趋势,当复合固化剂掺量为土质量的20%(SLFA-CS-20%)时,固化土试样含水量最低;随着海水中侵蚀性离子浓度增加,固化土强度随侵蚀时间增长而逐渐提高;淤泥质土在复合固化剂作用下可生成大量胶凝材料和钙钒石,从而提高复合固化土的无侧限抗压强度。 展开更多
关键词 淤泥质土 复合固化剂 质量变化率 含水量 无侧限抗压强度 氯离子浓度
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高掺量磷石膏道路基层材料配比设计及性能研究 被引量:5
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作者 黄绪泉 吴钦楠 +2 位作者 赵小蓉 董江峰 李茜 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第3期296-302,共7页
按传统矿质混合料设计掺磷石膏道路基层材料难以大规模消纳磷石膏,为实现磷石膏在道路基层材料中大规模利用,通过骨料替代法进行高掺量磷石膏道路基层材料配比设计,确定适宜的碎石比(5~10 mm粒级与10~25 mm粒级质量比39∶61)后以不同掺... 按传统矿质混合料设计掺磷石膏道路基层材料难以大规模消纳磷石膏,为实现磷石膏在道路基层材料中大规模利用,通过骨料替代法进行高掺量磷石膏道路基层材料配比设计,确定适宜的碎石比(5~10 mm粒级与10~25 mm粒级质量比39∶61)后以不同掺量替代磷石膏基胶凝材料体系,再击实然后得出最佳含水率及最大干密度。通过对设计好的配比进行性能试验筛选,得出适宜配比为P85S60,养护28 d的试件抗压强度最大达5.39 MPa,体积变化率较低,且养护7 d后试件的体积增长稳定,体积变化率最终维持在0.5%左右,有利于现场道路施工应用。所有配比浸出氟、磷均满足《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级限值,相较于常规水泥稳定碎石材料,该道路基层材料浸出液的酸碱性不会额外增加不利影响。通过XRD和SEM分析可知,胶凝材料水化产生的钙矾石和水化硅酸钙包裹在未反应的二水石膏周围,另外针棒状钙矾石和水化硅酸钙填充微小孔隙,使得试件整体结构密实、强度增加、体积稳定性增强。 展开更多
关键词 道路基层材料 配比设计 性能试验 磷石膏 抗压强度 体积变化率
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碳纤维水泥土压电性及传感器性能研究 被引量:1
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作者 林江源 童立元 +3 位作者 李洪江 马海洋 刘文源 闫鑫 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2105-2116,共12页
国内外研究表明,在常规混凝土中加入碳纤维形成导电网络,可以使混凝土根据导电网络的变化感知自身应力应变、裂缝及损害,并提高混凝土强度和耐久性。鉴于碳纤维的自感知特性,提出碳纤维水泥土这一新型智能感知材料,通过无侧限抗压强度... 国内外研究表明,在常规混凝土中加入碳纤维形成导电网络,可以使混凝土根据导电网络的变化感知自身应力应变、裂缝及损害,并提高混凝土强度和耐久性。鉴于碳纤维的自感知特性,提出碳纤维水泥土这一新型智能感知材料,通过无侧限抗压强度试验、电阻率试验、微观试验和模型试验,研究纤维掺量和纤维长度对碳纤维水泥土无侧限抗压强度和电阻率变化率的影响规律,并按最优配比制作碳纤维水泥土“传感器”,将此种传感器植入水泥土构件,建立传感器电阻率变化率与水泥土构件应力的函数关系,从而实现传感器对水泥土构件的应力监测。结果表明:在碳纤维水泥土材料的强度研究方面,碳纤维掺量和碳纤维长度均对碳纤维水泥土的无侧限抗压强度有影响,抗压强度随二者的增大均呈现先增大后减小的趋势。在试验范围内,2%为最优碳纤维掺量,6 mm为最优碳纤维长度;在碳纤维水泥土的电阻率变化率研究方面,碳纤维掺量为1%,纤维长度为3 mm时,试件破坏时的电阻率变化率最大,碳纤维水泥土的受压自感应灵敏度最好;埋入构件的传感器电阻率变化率与水泥土构件的应力之间存在明显的指数关系,通过建立基于电阻率变化率的应力预测公式,从而可以实现水泥土结构的受力状态监测。 展开更多
关键词 碳纤维 水泥土 无侧限抗压强度 电阻率变化率 自感 传感器
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不同干湿作用下斜坡表层千枚岩劣化实验研究 被引量:9
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作者 崔凯 王珮 +1 位作者 谌文武 吴国鹏 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期230-238,共9页
甘肃白龙江流域、四川嘉陵江流域和云南小江流域等地区干湿气候特征复杂,泥石流沟道中边坡表层千枚岩易受干湿作用影响,发生崩塌脱落,为该类区域泥石流提供了丰富的物源物质。通过对研究区气候条件进行调查,选取极干-极湿、常规干湿、... 甘肃白龙江流域、四川嘉陵江流域和云南小江流域等地区干湿气候特征复杂,泥石流沟道中边坡表层千枚岩易受干湿作用影响,发生崩塌脱落,为该类区域泥石流提供了丰富的物源物质。通过对研究区气候条件进行调查,选取极干-极湿、常规干湿、日常干湿等3种对岩石破坏极为有利的干湿条件,以泥石流沟壁表层千枚岩为研究对象,对其进行上述3种干湿条件养护,对循环后岩样的宏观形态、质量、纵波波速进行测试,并结合单轴无侧限抗压实验以及与新生成分的矿物分析,阐述了千枚岩分别在不同干湿作用下的劣化响应行为与机理,揭示了斜坡表层千枚岩对极干-极湿条件的劣化响应行为优于其他干湿作用的规律,为该地区泥石流灾害的区划评价和防治提供有益的参考。 展开更多
关键词 千枚岩 极干-极湿 黄褐色裂纹 物理力学特性 抗压强度prc
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冻融循环下钢渣粉水泥改良膨胀土室内试验研究 被引量:27
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作者 吴燕开 苗盛瑶 +3 位作者 李鑫 王浩 曹玉鹏 胡兴涛 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期851-861,共11页
膨胀土遇水膨胀失水收缩,是一种不良的工程地质土体。本文采用水泥、钢渣粉和NaOH改良膨胀土,对其经受不同冻融循环作用次数的冻融循环试验,并将冻融试验后的改良膨胀土及未改良膨胀土进行体积、自由膨胀率、无侧限抗压强度等物理力学... 膨胀土遇水膨胀失水收缩,是一种不良的工程地质土体。本文采用水泥、钢渣粉和NaOH改良膨胀土,对其经受不同冻融循环作用次数的冻融循环试验,并将冻融试验后的改良膨胀土及未改良膨胀土进行体积、自由膨胀率、无侧限抗压强度等物理力学性质测试,同时进行微观电镜扫描分析,研究冻融循环作用下钢渣粉水泥改良膨胀土的物理力学特性变化规律。试验结果表明,在冻融循环作用下,改良后的膨胀土与未改良膨胀土相比,体积变化率明显降低。随养护龄期的增长,改良后的膨胀土在冻融循环作用下体积膨胀变小,随冻融循环次数的增加,体积变化率趋于平稳,自由膨胀率降低。冻融循环作用下,钢渣粉水泥改良膨胀土(ES-SSP-C)试样的无荷膨胀率较低,改良后的膨胀土较未改良膨胀土具有较好的抗膨胀性能,掺NaOH活性激发剂的钢渣粉水泥改良膨胀土(ES-SSP-C-SH)抗膨胀性能效果最为明显。 展开更多
关键词 冻融循环 膨胀土 体积变化率 自由膨胀率 无荷膨胀率 无侧限抗压强度
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冻融循环下废旧轮胎颗粒改性膨胀土无侧限抗压强度试验 被引量:13
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作者 宗佳敏 宋迎俊 +2 位作者 鲁洋 许雷 张雨灼 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2017年第9期110-114,共5页
为了研究膨胀土的无侧限抗压强度与橡胶颗粒含量、冻融循环次数之间的关系,在控制含水率一定的条件下,对经历冻融循环的废旧轮胎颗粒改性膨胀土试样进行无侧限抗压强度试验。试验结果表明:在膨胀土中加入橡胶颗粒可在一定程度上提高膨... 为了研究膨胀土的无侧限抗压强度与橡胶颗粒含量、冻融循环次数之间的关系,在控制含水率一定的条件下,对经历冻融循环的废旧轮胎颗粒改性膨胀土试样进行无侧限抗压强度试验。试验结果表明:在膨胀土中加入橡胶颗粒可在一定程度上提高膨胀土的无侧限抗压强度,并能降低其刚性;在同一冻融循环次数下,改性膨胀土的无侧限抗压强度随着橡胶颗粒含量的增大呈现先增大后减小的趋势,当橡胶颗粒含量为3%时,橡胶颗粒改性膨胀土的无侧限抗压强度最大;在同一橡胶颗粒含量下,改性膨胀土的无侧限抗压强度以及单次冻融循环对试样强度削弱作用均随冻融循环次数的增加而减小;当含水率为20%时,冻融循环条件下,改性膨胀土试样的尺寸变化率随橡胶颗粒含量的增大总体呈增大趋势;橡胶颗粒含量较低情况下(≤7%),膨胀土尺寸变化规律为"冻缩融胀";橡胶颗粒含量较高情况下(9%),膨胀土尺寸变化规律为"冻胀融缩"。 展开更多
关键词 废旧轮胎颗粒 膨胀土 冻融循环 无侧限抗压强度 尺寸变化率
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干湿循环下钢渣粉水泥改良膨胀土室内试验研究 被引量:17
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作者 吴燕开 乔晓龙 +3 位作者 李丹丹 韩天 苗盛瑶 曹玉鹏 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2021年第3期319-329,共11页
为有效控制干湿循环作用下膨胀土的膨胀性,利用水泥钢渣粉掺合料改良膨胀土.通过室内试验,研究了纯膨胀土(Es)、水泥改良膨胀土(Es-C)、钢渣粉-水泥改良膨胀土(Es-SSP-C)和钢渣粉-水泥-NaOH改良膨胀土(Es-SSP-C-N)在不同养护龄期以及不... 为有效控制干湿循环作用下膨胀土的膨胀性,利用水泥钢渣粉掺合料改良膨胀土.通过室内试验,研究了纯膨胀土(Es)、水泥改良膨胀土(Es-C)、钢渣粉-水泥改良膨胀土(Es-SSP-C)和钢渣粉-水泥-NaOH改良膨胀土(Es-SSP-C-N)在不同养护龄期以及不同干湿循环次数下的无荷载膨胀率、体积质量变化率、无侧限抗压强度(UCS)等物理力学性质的变化规律,并结合扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析,对改良土内部的微观结构和物质进行探讨.结果表明:3种改良土的无荷载膨胀率均减少95%以上,膨胀达到稳定的时间缩短,其中:Es-SSP-C-N对膨胀土膨胀性的控制效果最佳;经干湿循环作用后,改良土的体积变化率控制在1.6%以内,减小85%,质量变化率远低于未改良土,其中Es-SSP-C的体积、质量变化率最稳定;3种改良土的无侧限抗压强度均有明显提高,其中Es-SSP-C-N的强度最高,Es-SSP-C对多次干湿循环作用下强度劣化的抵抗效果最优;但钢渣粉自身水化周期较慢,约为60 d,掺加少量NaOH可以有效激发其水化活性. 展开更多
关键词 干湿循环 改良膨胀土 钢渣粉水泥 无荷载膨胀率 体积变化率 无侧限抗压强度
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二氧化硅对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性能的影响 被引量:8
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作者 张勇 宗晨宇 +1 位作者 王钰婷 刘欣雨 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2023年第3期57-65,共9页
国内二次铝灰产量大,且总铝含量不低,堆放过程中受到雨水淋溶,导致自然水体被污染和土壤盐碱化等危害。在前期研究的基础上,以再生铝行业产生的二次铝灰为主要原料,采用固相烧结法开展二氧化硅含量对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性... 国内二次铝灰产量大,且总铝含量不低,堆放过程中受到雨水淋溶,导致自然水体被污染和土壤盐碱化等危害。在前期研究的基础上,以再生铝行业产生的二次铝灰为主要原料,采用固相烧结法开展二氧化硅含量对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性能影响的研究,并采用XRD、SEM及红外谱图等手段分析烧结产物。研究结果表明,二次铝灰和氧化镁质量分数比为1∶0.2时,在1400℃条件下烧结,保温3 h,二次铝灰可以烧结制备镁铝尖晶石材料;二氧化硅对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性能有影响,添加5%二氧化硅时,所得镁铝尖晶石材料性能最佳,体积密度为2.03 g/cm^(3),线变化率为0.42,抗压强度为91.1 MPa;含5%~20%二氧化硅的原料样品在1400℃烧结,烧结材料主要物相为MgAl_(2)O_(4),随二氧化硅含量增加,MgAl_(2)O_(4)衍射峰强度减弱,烧结体中出现较厚纤维状组织,材料致密性提高,适量二氧化硅的存在对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料起到促进作用;在烧结过程中,产物的晶胞常数和晶胞体积都经历先变大后减小的过程,也是离子溶进和溶出的过程。该研究中,二次铝灰能得到经济、高效的治理,既减少环境污染,又解决含铝资源紧张问题,对实现二次铝灰综合利用具有一定意义。 展开更多
关键词 二次铝灰 镁铝尖晶石 二氧化硅 固体烧结法 体积密度 线变化率 抗压强度
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