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基于三相孔隙介质模型的地震动传播特性研究
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作者 杨艳霜 闫磊 +4 位作者 张占荣 刘永莉 崔臻 彭剑承 亢兆鹏 《岩土力学》 北大核心 2025年第4期1109-1121,共13页
研究地震动在软土层中的传播特性对建筑物抗震设防具有重要现实意义。根据地震动在离心振动台试验中的衰减特性,将获取的土样重塑成35%、45%、55%含水率的土样并进行常规物理试验。通过宏细观参数对比来设定模型中颗粒之间的团簇形态和... 研究地震动在软土层中的传播特性对建筑物抗震设防具有重要现实意义。根据地震动在离心振动台试验中的衰减特性,将获取的土样重塑成35%、45%、55%含水率的土样并进行常规物理试验。通过宏细观参数对比来设定模型中颗粒之间的团簇形态和颗粒之间黏结的切法向刚度、摩擦系数、泊松比、阻尼比等参数,并引入质量阻尼β_(n)和刚度阻尼k_(n)来限制颗粒的运动状态,调节颗粒运动中的碰撞。依据不同含水率常规物理试验结果修正三相孔隙介质地层模型的细观参量,以研究在地震荷载下不同含水率的软土对峰值加速度传播衰减效应的影响。研究结果表明,在不同地震动条件下,峰值加速度在30m深度段,软硬分层土质中呈现出先缓慢衰减后急剧衰减再回弹上升的变化规律。随着含水率增加,深度30~8m地层内峰值加速度衰减倍率在2.33~2.70区间内增加;而深度8~0m地层对应放大倍率则在1.60~1.23区间内减小。反应谱周期0.2~1.1s对应中低频率范围,加速度值呈现增加趋势,在周期1.1~2.0s内对应的是高频率范围,加速度值普遍呈现减小趋势,这与高频衰减效应一致。通过数值模拟与理论分析对比验证,初步探明了不同含水率条件下地震动在近地表的传播放大规律,为评估地震灾害风险及提升地震防护提供了理论依据。 展开更多
关键词 地震波 放大效应 离散元 峰值加速度 含水率
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列车间歇影响下轮胎碎片土三轴试验研究
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作者 李丽华 孙恺 +3 位作者 刘一鸣 沈轩宇 杨俊超 李贲 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第1期13-19,共7页
研究目的:为探讨轮胎碎片混填路基土在列车间歇荷载作用下的动力特性,开展了一系列连续加载与分级间歇加载大型动三轴试验,分析不同加载方式下黏质砂土与轮胎碎片混填土的轴向累积变形特性以及动应力-动应变滞回曲线发展规律,探讨轮胎... 研究目的:为探讨轮胎碎片混填路基土在列车间歇荷载作用下的动力特性,开展了一系列连续加载与分级间歇加载大型动三轴试验,分析不同加载方式下黏质砂土与轮胎碎片混填土的轴向累积变形特性以及动应力-动应变滞回曲线发展规律,探讨轮胎碎片掺量对黏质砂土路基动力性能的影响。研究结论:(1)单级连续加载下,累积应变先迅速增长,后随循环次数增加逐渐减缓;(2)试样的轴向累积应变由应力幅值决定,间歇期的存在可提高试样的承载能力;试样滞回曲线面积与围压、动应力幅值呈正相关,掺入轮胎碎片可有效减小滞回曲线面积;(3)安定理论适用于分级间歇加载下的动力行为分析;(4)研究结果对正确认识轮胎碎片混填铁路路基土动力特性具有重要意义。 展开更多
关键词 轮胎碎片 动三轴试验 列车间歇效应 分级加载 滞回曲线
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膨润土改良土工程性能试验研究
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作者 李丽华 漆字巍 +3 位作者 李玉涛 毛望 乔丽平 李巍 《水电能源科学》 北大核心 2025年第2期93-97,共5页
为了改善红粘土工程特性,将纳米膨润土掺入红粘土进行改良,采用击实试验、无侧限抗压试验、直剪试验、渗透试验、电镜扫描试验及室内降雨模型试验,探究不同掺量纳米膨润土对改良红粘土力学性能和防渗性能的影响及纳米膨润土改良红粘土... 为了改善红粘土工程特性,将纳米膨润土掺入红粘土进行改良,采用击实试验、无侧限抗压试验、直剪试验、渗透试验、电镜扫描试验及室内降雨模型试验,探究不同掺量纳米膨润土对改良红粘土力学性能和防渗性能的影响及纳米膨润土改良红粘土作为防渗层的防渗特征。研究结果表明,随着纳米膨润土掺量增加,改良红粘土抗压强度呈先上升后下降的趋势,当掺量达到4%时红粘土抗压强度提升最明显;纳米膨润土掺量超过4%时土体的饱和渗透系数趋于稳定;纳米膨润土可有效减少土体孔隙和裂缝面积,产生的胶凝物质提高了骨架强度进而增强土体强度;纳米膨润土改良红粘土可作为防渗层加强毛细阻滞系统防渗性能。 展开更多
关键词 红粘土 纳米膨润土 抗压强度 渗透系数 降雨模拟试验
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基于U-Net和数学形态学的混凝土桥梁病害定量识别方法研究
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作者 黄彩萍 田旺源 李青 《桥梁建设》 北大核心 2025年第1期64-71,共8页
为使桥梁病害检测更加高效、客观和智能,提出一种自动识别并定量计算混凝土病害尺寸的方法。该方法采用视觉几何组网络(Visual Geometry Group Network,VGG)作为U形网络(U-Net)的主干网络,对混凝土病害(剥落、裂缝和露筋)图像进行语义分... 为使桥梁病害检测更加高效、客观和智能,提出一种自动识别并定量计算混凝土病害尺寸的方法。该方法采用视觉几何组网络(Visual Geometry Group Network,VGG)作为U形网络(U-Net)的主干网络,对混凝土病害(剥落、裂缝和露筋)图像进行语义分割,采用数学形态学算法对图像中的病害区域进行优化。通过MATLAB软件计算得到优化后的分割图像中病害区域像素点的数量,并利用参照物标定出图像中单个像素点的尺寸,计算得到混凝土病害的面积(或长度)。采用该方法对河南省许昌市17座现役钢筋混凝土桥梁病害图像进行语义分割实验。结果表明:U-Net能以较高的精度对复杂背景下混凝土桥梁多类病害进行像素级的分类,类别平均像素准确率为90.53%,平均交并比为80.54%。使用数学形态学对语义分割图像进行优化后,计算精度明显提高,优化后的误差绝对值为0.08%~0.21%。 展开更多
关键词 混凝土桥梁 U-Net 数学形态学 语义分割 定量计算 病害识别
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基于NMR的非饱和土相对渗透系数快速预测新方法 被引量:2
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作者 陶高梁 彭寅杰 +4 位作者 陈银 肖衡林 罗晨晨 钟楚珩 雷达 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期470-479,共10页
非饱和土的渗透系数作为研究非饱和土中水分运移的重要参数,直接测量方法原理简明但试样尺寸较大,耗时较长;土-水特征曲线(SWCC)间接预测方法由于需要获取土-水特征曲线,同样较为耗时,工作量较大。为此,结合核磁共振(NMR)理论与渗流理... 非饱和土的渗透系数作为研究非饱和土中水分运移的重要参数,直接测量方法原理简明但试样尺寸较大,耗时较长;土-水特征曲线(SWCC)间接预测方法由于需要获取土-水特征曲线,同样较为耗时,工作量较大。为此,结合核磁共振(NMR)理论与渗流理论提出了不同孔径孔隙通道渗透系数与弛豫时间的关系,通过对不同大小孔隙通道渗透系数进行累加,提出了基于核磁共振的饱和/非饱和土渗透系数预测模型和快速预测方法。为验证模型的合理性,以湖南黏土为研究对象,进行了不同初始孔隙比试样脱湿、吸湿过程以及饱和状态下的95次核磁共振试验,获取相应的NMR曲线,采用瞬时剖面法获取不同初始孔隙比试样非饱和相对渗透系数,并与该模型预测值对比。研究发现:利用脱湿、吸湿过程不同含水率下NMR曲线以及饱和状态的NMR曲线均具有较好的预测效果,但基于饱和状态下试样的NMR曲线预测效果相对最好,测量成本和耗时也最小,因此建议采用饱和状态试样NMR曲线直接预测非饱和相对渗透系数。 展开更多
关键词 核磁共振 饱和/非饱和渗透系数 孔隙通道 弛豫时间
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粉煤灰和硅灰取代率对碱矿渣混凝土力学性能影响分析 被引量:3
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作者 夏冬桃 吴晨 +5 位作者 崔凯 吴方红 李彪 王煜 喻诗汀 李耀威 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1113-1122,共10页
为研究粉煤灰和硅灰取代率对碱矿渣混凝土(AASC)性能的影响,通过凝结时间和基本力学性能试验,探究AASC凝结时间、立方体抗压强度、立方体劈拉强度、抗折强度和弹性模量的变化规律,基于试验结果,采用回归分析的方法,建立立方体劈裂抗拉... 为研究粉煤灰和硅灰取代率对碱矿渣混凝土(AASC)性能的影响,通过凝结时间和基本力学性能试验,探究AASC凝结时间、立方体抗压强度、立方体劈拉强度、抗折强度和弹性模量的变化规律,基于试验结果,采用回归分析的方法,建立立方体劈裂抗拉强度、抗折强度以及弹性模量与立方体抗压强度的转换关系方程,并结合AASC的微观形貌和物相组成,揭示粉煤灰和硅灰对AASC性能的影响机理.结果表明:粉煤灰和硅灰的取代可延长AASC的凝结时间;AASC力学性能指标随粉煤灰和硅灰取代率的增大而呈现出先增强后减弱的趋势,粉煤灰和硅灰最优取代率分别为20%和10%;提出的AASC立方体劈拉强度、抗折强度以及弹性模量的经验公式拟合精度高;粉煤灰(取代率≤20%)和硅灰(取代率≤10%)的取代促进了AASC的水化反应,使微观形貌更为密实. 展开更多
关键词 碱激发矿渣混凝土 粉煤灰 硅灰 力学性能 微观结构
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氧化镁复合水泥固化硫酸盐渍土的力学、膨胀性能及微观机理 被引量:1
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作者 李文涛 孙章皓 +3 位作者 庄妍 肖衡林 付志伟 周鑫隆 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1840-1848,共9页
硫酸盐(渍)土易引发溶陷、膨胀、腐蚀地基等岩土灾害,而水泥固化会导致膨胀性矿物——钙矾石的生成,造成硫酸盐土体膨胀、强度损失和耐久性降低。为了避免上述问题,采用氧化镁(MgO)部分替代水泥(即MgO复合水泥),用于固化处理硫酸盐土(... 硫酸盐(渍)土易引发溶陷、膨胀、腐蚀地基等岩土灾害,而水泥固化会导致膨胀性矿物——钙矾石的生成,造成硫酸盐土体膨胀、强度损失和耐久性降低。为了避免上述问题,采用氧化镁(MgO)部分替代水泥(即MgO复合水泥),用于固化处理硫酸盐土(即石膏土)。通过开展垂直膨胀、无侧限抗压强度(UCS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和核磁共振(NMR)试验,研究MgO与水泥配比对固化土膨胀特性和力学性能的影响规律,并揭示MgO复合水泥(MgO-水泥)固化硫酸盐土的微观机理。试验结果表明:随着MgO与水泥配比增加,固化土的总膨胀率先减小后增大,而UCS总体呈现为先增大后减小。在微观机理方面,加入适量MgO可减少钙矾石生成;而加入过量MgO后,水化硅酸镁(MSH)的形成抑制了水化硅酸钙(CSH)形成,削弱了CSH的影响。综上,MgO∶水泥(MgO∶C)=0.5∶9.5是固化硫酸盐土较优的MgO与水泥配比。 展开更多
关键词 硫酸盐土 MgO-水泥 垂直膨胀 无侧限抗压强度 微观机理
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预先受荷对固化土抗海水侵蚀性能的影响
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作者 何俊 李文静 +2 位作者 梅利芳 康多运 左子威 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期247-252,共6页
为研究受荷和海水侵蚀共同作用对工业废渣固化土强度的影响,对受到不同预先荷载水平的碱渣-矿渣-电石渣固化土进行海水侵蚀模拟,开展侵蚀试样无侧限抗压强度和X射线衍射等测试,并与水泥固化土和蒸馏水浸泡环境对比,重点探讨预先受荷水... 为研究受荷和海水侵蚀共同作用对工业废渣固化土强度的影响,对受到不同预先荷载水平的碱渣-矿渣-电石渣固化土进行海水侵蚀模拟,开展侵蚀试样无侧限抗压强度和X射线衍射等测试,并与水泥固化土和蒸馏水浸泡环境对比,重点探讨预先受荷水平和侵蚀龄期的影响规律及机理。结果表明:随着预先受荷水平的增加,固化土强度呈先增后减趋势,当预受荷载为40%或60%时强度达到最大,荷载为80%、海水侵蚀时强度降低;当预先受荷水平为60%、海水侵蚀120d时,碱渣-矿渣-电石渣和水泥固化土的强度分别为侵蚀前强度的60%和84%;较高荷载和海水长期侵蚀生成较多次生钙矾石和水化氯铝酸钙等物质导致固化土性质劣化,对固化土强度产生显著的不利影响。 展开更多
关键词 固化土 海水侵蚀 预先受荷 无侧限抗压强度 劣化机理
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基于3D打印技术的颗粒球度与砂土物理性质关系研究
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作者 钟楚珩 王安 +3 位作者 陈金辉 周金枝 毛伟琦 幸思佳 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2024年第5期38-49,共12页
【目的】砂土作为一种颗粒材料,形状是影响其堆积状态及剪切特性的重要因素,为探究颗粒整体轮廓(球度)对颗粒物理性质的影响。【方法】利用球谐函数随机生成3种复杂形状颗粒和球颗粒模型,通过3D打印技术打印颗粒模型。对4种打印颗粒进... 【目的】砂土作为一种颗粒材料,形状是影响其堆积状态及剪切特性的重要因素,为探究颗粒整体轮廓(球度)对颗粒物理性质的影响。【方法】利用球谐函数随机生成3种复杂形状颗粒和球颗粒模型,通过3D打印技术打印颗粒模型。对4种打印颗粒进行相对密度试验以及直剪试验,分析不同形状颗粒的堆积状态、力学性能。【结果】分析三维颗粒形状指标,发现复杂颗粒的形状差异主要体现整体轮廓方面(球度最大相差0.718,圆度最大相差0.032)。随着球度的增加,颗粒的最大孔隙比从1.843减小到0.803,最小孔隙比从1.121减小到0.603,极限孔隙比差值从0.722减小到0.200,且在相同相对密实度的条件下更容易达到密实的堆积状态;在相对密实度为0.5的条件下,随着颗粒球度从0.241增大到1,试样峰值抗剪强度逐渐减小,内摩擦角从44.6°减小至33.4°,并且内摩擦角和球度存在线性递减关系。【结论】将球谐函数生成不规则颗粒模型的方法与3D打印技术结合可以得到更加贴近真实情况的复杂形状颗粒。基于试验数据得出了复杂颗粒形状指标球度与剪切特性指标的关系式,为实际工程强度设计和数值模拟计算工作中考虑球度影响时提供理论依据。 展开更多
关键词 3D打印 颗粒形状 球度 剪切性能 堆积状态 砂土 力学性能 影响因素
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侵蚀方式和环境对固化软土力学性质的影响
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作者 何俊 龙思昊 +1 位作者 朱元军 罗时茹 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1857-1865,共9页
以碱渣(SR)-矿渣(GGBS)-电石渣(CS)和水泥为海相软土固化剂,设置Na_(2)SO_(4)、MgSO_(4)和海水3种侵蚀溶液环境,溶液全浸泡、溶液半浸泡和土中侵蚀3种侵蚀方式.开展固化软土无侧限抗压强度试验、X射线衍射及扫描电镜测试,研究固化剂种... 以碱渣(SR)-矿渣(GGBS)-电石渣(CS)和水泥为海相软土固化剂,设置Na_(2)SO_(4)、MgSO_(4)和海水3种侵蚀溶液环境,溶液全浸泡、溶液半浸泡和土中侵蚀3种侵蚀方式.开展固化软土无侧限抗压强度试验、X射线衍射及扫描电镜测试,研究固化剂种类、侵蚀方式和环境对固化软土抗侵蚀性能的影响.研究表明:当侵蚀方式和环境相同时,碱渣-矿渣-电石渣固化软土完整程度和强度大于水泥固化软土的.MgSO_(4)溶液环境下固化软土破损严重,强度最低.当侵蚀环境相同时,水泥固化软土完整程度和强度均为半浸泡下的优于全浸泡下的;碱渣-矿渣-电石渣固化软土在半浸泡时外观较完整,但强度却低于全浸泡方式下的.在土中侵蚀时固化软土强度较高.水泥固化软土在浸泡区会生成大量碳硫硅钙石,故其在全浸泡时强度最低;碱渣-矿渣-电石渣固化软土在未浸泡区会有较多碳硫硅钙石和盐结晶,造成其半浸泡后强度最低,半浸泡成为其最危险的侵蚀方式. 展开更多
关键词 固化软土 侵蚀方式 侵蚀环境 抗侵蚀耐久性 固体废弃物
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不同介质环境下改性再生混凝土冻融损伤分析及寿命预测
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作者 周金枝 石赐明 +2 位作者 钟楚珩 陆伟银 吴学 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第7期17-25,共9页
为探究不同冻融环境下改性再生混凝土耐久性问题,该文选取5%水玻璃溶液和8%硅烷溶液分别对再生骨料浸泡进行单一改性和复合改性。对改性后的再生混凝土分别置于清水、3.5%NaCl溶液和5%Na2SO4溶液3种介质环境中进行快速冻融试验,通过再... 为探究不同冻融环境下改性再生混凝土耐久性问题,该文选取5%水玻璃溶液和8%硅烷溶液分别对再生骨料浸泡进行单一改性和复合改性。对改性后的再生混凝土分别置于清水、3.5%NaCl溶液和5%Na2SO4溶液3种介质环境中进行快速冻融试验,通过再生混凝土质量损失和相对动弹性模量变化分析其劣化机理,并引入Weibull模型对再生混凝土进行损伤和寿命预测。结果表明:相同冻融环境下,再生骨料经过改性处理后的再生混凝土抗冻耐久性改善明显,且复合改性改善效果优于单一改性效果。同一试验组在不同冻融环境下的损伤程度依次为3.5%NaCl溶液>5%Na2SO4溶液>清水。引入Weibull模型能较好地反映不同环境下改性再生混凝土的冻融损伤和预测寿命,为改性再生混凝土应用于实际工程提供理论基础和参考依据。 展开更多
关键词 改性再生混凝土 不同介质环境 WEIBULL分布 冻融损伤 寿命预测
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稻秸秆加筋土力学特性与植生性能试验研究 被引量:1
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作者 李丽华 范城彬 +1 位作者 白玉霞 李文涛 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第S01期64-74,共11页
农作物秸秆是一种废弃资源,储量丰富,将其作为一种加筋材料用于土体加固前景广泛。通过室内试验对不同秸秆掺量、养护龄期和防腐处理条件下稻秸秆加筋土无侧限抗压强度、水稳定性和植生性能进行系统研究。试验结果表明,在研究范围内,稻... 农作物秸秆是一种废弃资源,储量丰富,将其作为一种加筋材料用于土体加固前景广泛。通过室内试验对不同秸秆掺量、养护龄期和防腐处理条件下稻秸秆加筋土无侧限抗压强度、水稳定性和植生性能进行系统研究。试验结果表明,在研究范围内,稻秸秆对加筋土宏观性能影响显著。随秸秆加入以及掺量增加,加筋土抗压强度呈现先增加再减小的变化趋势,最佳掺量为0.3%;加筋土崩解速率、崩解量减小,崩解时间变长,水稳性显著提高,秸秆掺量变化对水稳性影响规律不明显;加筋土植物发芽率、生长高度和覆盖率也均显著提高。随养护龄期增加,加筋土抗压强度也先增加再减小,并且加筋土崩解曲线向右向下移动,水稳性显著提高,最佳龄期为7d。浸胶秸秆加筋土的抗压强度和水稳性均优于天然秸秆加筋土;浸胶防腐处理对植物萌发和生长无不利影响,并且浸胶防腐处理会延缓秸秆对植物生长的促进作用。稻秸秆加筋土通过土粒-秸秆作用力和秸秆自身强度和韧性实现较好的加筋效果,与秸秆掺量、养护龄期和防腐处理等密切相关。 展开更多
关键词 秸秆加筋土 抗压强度 水稳定性 植生性能 防腐处理
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稻壳灰-高炉矿渣固化膨胀土工程特性及机理 被引量:9
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作者 李丽华 李孜健 +2 位作者 肖衡林 黄少平 刘一鸣 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1736-1745,共10页
为了改良膨胀土力学性能,提高其膨胀变形稳定性,通过无侧限抗压、自由膨胀率、扫描电镜和X射线衍射等方法,研究以工业固废稻壳灰-高炉矿渣(RHA-GGBS)为材料环保固化剂的膨胀土固化效果及机理.结果表明:固化剂对膨胀土力学性能有显著提升... 为了改良膨胀土力学性能,提高其膨胀变形稳定性,通过无侧限抗压、自由膨胀率、扫描电镜和X射线衍射等方法,研究以工业固废稻壳灰-高炉矿渣(RHA-GGBS)为材料环保固化剂的膨胀土固化效果及机理.结果表明:固化剂对膨胀土力学性能有显著提升,当配比超过6∶4或RHA-GGBS质量分数超过10%时,力学性能不升反降.试样养护前后自由膨胀率降低原因不同,养护前为替换作用,养护后为水化反应。养护后的试样自由膨胀率降幅均高于未养护的,养护组较未养护组降幅最高为3.6倍.在10%RHA-GGBS质量分数临界值条件下,试样生成的团聚体、少量针棒状物及大量无定型凝胶均分布在土体的表面及孔隙;RHA-GGBS可提高土体强度,降低土体膨胀,RHA-GGBS质量分数超过临界值时,存在过量SiO_(2)无法反应,生成物总量限制,使得固化反应受到不同程度的抑制作用的影响. 展开更多
关键词 固化/稳定化 稻壳灰-高炉矿渣(RHA-GGBS) 膨胀土 工程特性 固化机理
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