新胶结复合材料应用研究盐渍土路基抗震加固

文摘

盐渍土受到地震和地下水会导致路基沉降和公路建设的崩溃。因此,考虑到废矿渣的潜在活性氧化镁,新型胶结复合材料用于固体盐渍土是在我们的研究中。盐渍土的无侧限抗压强度新胶结固化复合材料与氧化镁、氧化钙、石膏和矿物粉,研究了水泥的最佳剂量比例的新胶结复合材料固化盐渍土是决定;然后SEM、EDS和XRD盐渍土固化的新胶结复合材料和水泥进行分析。研究结果表明,盐渍土由我们新开发的胶结固化复合材料显示,紧凑的内部结构和土壤颗粒均匀分布;此外,新胶结复合材料表现出良好的固化影响盐渍土中有害离子,和Cl⁻捕获能力的新型胶结复合材料比水泥。最后,我们开发了胶结复合材料应用于盐渍土路基加固、位移、加速度、超孔隙水压力,和损害程度的路基加固我们的新开发的胶结复合材料显著下降;因此,我们新开发的胶结复合材料可以提高地震行为的盐渍土路基和显示未来潜在的工程应用价值。

1。介绍

作为一种特殊的岩石和土壤质量,盐渍土显示了一个高结构强度在其自然状态下由于胶结造成的盐。土壤结构很容易损坏盐渍土浸在水里的时候,它可以导致可溶性盐溶解,极大地降低承载力和盐渍土的压缩模量。与淡的土壤相比,盐渍土是一种特殊的土壤工程实践,因为它包含大量的可溶性盐;因此,盐渍土的工程性质复杂。盐渍土广泛分布在中国西北,盐渍土的地域分布达到约60%的中国盐碱地的面积(1]。中国西部地区是容易发生破坏性地震。如果使用盐渍土作为路基填料,路基土壤将会受到地震引发的动态载荷反复作用下的塑性变形,从而导致路面结构开裂和失败(图1);因此,本研究的目的是开发新的胶结复合材料固化盐渍土路基,提高地震盐渍土路基的行为。

盐渍土地基可能崩溃不均匀沉降和裂缝等受各种因素影响包括地下水和地震荷载。目前,固化盐渍土的方法包括动态压实,土壤替代,降低地下水位,和应用程序的固化材料(2,3]。温家宝et al。(4)的关键技术参数确定土层分级的盐渍土地基,这为固化盐渍土地基梁提供了技术参考。歌等。5)使用土壤置换方法固化盐渍土的地基梁,和它有一个有利的加强效果。Zhang et al。6)研究了上覆岩层的影响负载盐渍土的盐胀路基不同盐内容,内容,和初始干密度条件下,他们发现,盐渍土的盐膨胀率与上覆岩层压力的增加显著降低。Zhang et al。7)用各种措施加强盐渍土路基的稳定性,发现盐渍土固化是一种经济的方法。李等人。8]用砾石固化盐渍土路基,发现砾石中扮演一个重要的角色在提高盐渍土的级配。庆丰et al。9]用核磁共振(NMR)技术测试盐渍土的微观结构特征用不同比例的水固化玻璃、石灰和粉煤灰、石灰、粉煤灰、水和玻璃,分别分析了盐渍土的固化效果。研究显示,盐渍土稳定固化材料表现出高强度(10- - - - - -12];然而,固化材料也遭受一定的缺点。例如,盐渍土固化利用石灰水稳定性差;盐渍土的强度与粉煤灰固化低;盐碱土壤固化用水泥和高性能胶凝复合材料是昂贵的。从的角度有效地利用资源,节约资源,保护环境,渣的应用在工业胶结材料是世界上许多国家的兴趣。矿渣具有潜在活性潜伏,除非在特定条件下激活,如机械活化方法,化学活化法和高温活化方法。根据实际工程的经验,在我们的研究中使用的化学活化方法。

镁(分别)常被用来激活潜在的活动有粘结性的复合材料。的用量分别以矿渣硅酸盐水泥熟料的不能超过5.0%,这是中国规定标准(13]。如果水泥满足这一标准在受到一个测试水泥稳定使用高压灭菌器的方法,分别在熟料的内容是允许最多达到6.0%。轻质煅烧分别显示了一系列的优势包括小型谷物、重要的晶格畸变,相对宽松的结构和高的活动。因此,许多学者正在研究使用轻质煅烧的分别。金和王14)开发了一种新的无机胶结使用高炉矿渣复合材料,轻质煅烧分别,alkali-water玻璃,氢氧化钾,材料表现出有利的力学性能。卢et al。15]发达double-expansive通过添加采用低热microexpansive水泥时,水泥和水泥也同步扩张由于矾土石,分别展出。哈里森(16)开发新型胶结材料通过添加一定量的活性分别为硅酸盐水泥,粉煤灰一起约80%。天,et al。17)由混合活性分别以开发新型胶结材料,火山灰,液压水泥,意识到收缩补偿通过与氢氧化镁水化活性分别。灵感来自上面的研究,新的胶结复合材料开发使用矿物粉、镁、生石灰、石膏在我们的研究中,和抗压强度测试,水稳定性测试,测量可溶性离子的内容,SEM(扫描电子显微镜)分析、EDS能谱分析(能量色散谱仪),和XRD (x射线衍射仪)分析盐渍土的固化胶结复合材料进行调查。最后,新胶结复合材料应用于加强盐渍土路基地震地区,坐落在一个高度,我们的研究提供了重要的技术指导盐渍土路基抗震设计。

2。测试分析

2.1。样品制备

新使用矿渣胶结复合材料准备,建筑石膏、生石灰,镁,在我们的研究中使用的化学活化方法。盐渍土的样品新胶结固化复合材料是根据标准(18tb10113 - 96射流技术代码在干燥的混合方法来稳定软地基,具体步骤如下:(1)风干盐渍土被压碎和通过5毫米平方孔径筛筛选,和水被添加到样本配置为自然水分重量29.7%的内容(2)固化土的均匀挤进立方测试模具;然后,模具被振实3分钟振动台为3000±200次/分钟,振动幅值是0.35±0.05毫米(3)准备样品的固化土图所示2,样品都治好了潮湿的空气温度的内阁(20±3)°C和75%的相对湿度

通过分析高炉熔渣的主要化学成分,化学成分内容如表所示1。

新胶结复合材料是由使用渣、建筑石膏,生石灰,氧化镁,矿物粉的关键属性表中列出2。

矿渣硅酸盐水泥(P·S·B32.5R)用于本研究从唐山冀东水泥有限公司购买,河北省,中国,其主要性能指标表中列出3。

中国西北的盐渍土,及其关键部件的可溶性盐进行分析,如表所示4。

表中可以看到2,Cl⁻/所以₄> 2。因此,盐渍土是归类为氯盐渍土。当土壤的平均盐度在1到5的范围,盐渍土是服从于一个中间盐渍土。根据上述分析可溶性盐的内容、测试的平均盐度土壤为1.39;因此,盐渍土在我们的研究中被分类为中间盐渍土。

2.2。测试方法

2.2.1。抗压强度测试

标本后固化盐渍土受到某些治疗年龄、标准养护的无侧限抗压强度(ucs)标本测定固化7岁,14日,28日,56岁,90年,180年,360天,如表所示5。控制下的UCS测试压力。一步一步的压力增加,标本保存在一个压力测量的垂直变形标本。变形稳定后,层次负载应用于标本直到标本受损。标本被认为是稳定的,当垂直形变速率小于0.5毫米/分钟,和加载速率被设定0.20 kN / s。标本被视为损坏时应力保持不变而变形增加;此外,裂缝是标本中发现的。

2.2.2。水稳定性试验

固化土的标本进行标准养护6 d,然后UCS (f_u2)测量。第七天,标本在淡水浸泡24小时,然后UCS (f_u1)测量。软化系数K固化土可以计算的K= (f_u1/f_u2)×100%。

2.2.3。可溶性离子含量

在我们的研究中,固化土的标本进行标准养护56和360 d磨粉。后来,据纽约/ t112.16 - 2006检测土壤可溶性离子的内容(Cl⁻¹和 )在标本测量。

2.2.4。扫描电镜分析

扫描电镜观察的水化产物进行了分析使用蔡司SUPRATM55扫描电镜标本。放大范围是12∼1000000 x,加速电压范围是0.02∼30千伏。利用ism - 6480 lv SEM、固化土的微观结构进行标准养护28 d观察。

2.2.5。EDS分析

Noran系统采用六EDS, EDS能量光谱分析标准养护28岁时d进行了固化土水化产物,和水化产物的化学成分计算通过SEM。

2.2.6款。XRD分析

XRD分析进行标本的固化土标准养护28岁时d通过XRD D8进步。x射线衍射(XRD)谱的标本观察使用D / Max-RC衍射仪(日本)与铜Kα辐射、40千伏的电压、电流150毫安,2 h扫描5至90不等。样品是手工停飞。

3所示。测试结果和分析

3.1。混合料配合比设计

刘(19]用氧化钙和石膏作为激活剂激活矿物粉的活性。灵感来自刘,我们分别以用作催化剂。毫克(哦)₂在石灰的镁和氢氧根离子。土壤中粘土颗粒的扩散层主要包含离子,即K。⁺和钠⁺,然后Ca^{2 +}和毫克^{2 +}离子与K石灰进行了交流互动⁺和钠⁺在土壤中。结果,胶体的扩散层变薄,减少潜在的,和粒子变得更紧密,这加强了的凝聚结构lime-stabilised土壤和减少了色散,收缩和膨胀系数。通过这种方式,对土壤的工程性质有所改善。一定量的活性分别加入硅酸盐水泥意识到积极采用水化收缩补偿的毫克(哦)₂。的采用有粘结性的复合材料主要是利用的活动分别和microexpansive毫克(OH)的属性₂,所以调整的比例分别可以增强胶结强度的复合材料。的原理图如图改进机制3。

由于盐渍土含有高含水量(30%)和没有测试中使用的水泥熟料的活性分别和microexpansive毫克(OH)的属性₂充分就业。在胶结复合材料的比例分别先后设置为4%,5%,6%,7%,8%,9%,10%,11%,和12%,分别。通过比较优势的盐渍土固化胶结复合材料分别以不同比例,分别在胶结复合材料的最佳剂量。测试块的盐渍土固化胶结复合材料被治愈7日14日,28日,56岁,90年,180年和360 d,分别。的比例固化材料表中列出6。

3.2。确定最优比例

为了确定最优比例的不同组件新胶结复合材料固化材料的不同比例对固化盐渍土的强度进行了研究,如表所示6。此外,大量的胶结复合材料添加固化盐渍土中分别设置为7%,10%,15%,和20%,如图4。

从图可以看出4最初的UCS固化盐渍土所有增加然后减少在不同养护年龄分别的比例增加。的添加量分别从4%上升到10%,固化盐渍土的UCS增加;的添加量分别从10%上升到12%,固化盐渍土的UCS下降。此外,增长造成固化盐渍土的强度增加的分别(从4%到10%)是更重要的比强度的降低诱导减少添加矿物粉。也就是说,积极的提高和microexpansive分别主要归因于日益增加的影响分别。的添加量分别从10%上升到12%,分别以增加的积极影响而矿物粉末的积极效果下降。在这种情况下,大型microexpansive效应分别以固化盐渍土强度的减少造成的。的固化材料固化盐渍土的强度显著增加。最优比例的新胶结矿物粉末复合材料是75%,氧化钙7.5%,石膏7.5%,分别以10%活跃。

3.3。水稳定性试验和长期固化盐渍土的优势

根据软化系数K= (f_u1/f_u2)×100%,我们可以获得盐渍土的软化系数新胶结固化复合材料和水泥(添加量15%)在标准养护7岁d,如表所示7。

如表所示7,盐渍土的软化系数新胶结固化复合材料大于水泥,这表明,盐渍土的水稳定性新胶结固化的复合材料比水泥。

长期的使用UCS可以节省工程成本;因此,我们调查了UCS标本的养护7岁14日,28日,56岁,90年,180年和360 d,标本通过标准养护和浸渍固化治愈。在胶结复合材料的添加量分别为10%,和新的胶结复合材料的用量为15%。的长期UCS盐渍土固化使用新的胶结复合材料和水泥如图5。

从图可以看出5,随着年龄的增加固化7 d - 180 d,盐渍土的强度增长率由水泥固化大于新胶结固化的复合材料。治疗年龄是180 d时,UCS盐渍土固化的新胶结复合材料开始大于凝固的水泥通过标准养护。当治疗年龄是240 d, UCS盐渍土固化的新胶结复合材料开始大于通过浸渍固化水泥固化的。此外,盐渍土的测试模块新胶结固化复合材料没有损坏后浸在水里。这表明,生成的水化产物覆盖土壤颗粒,内部结构紧凑,使得固化盐渍土抵抗伤害。因此,年龄的增加固化盐渍土的强度增加固化使用两种固化材料。然而,当达到一定的治疗年龄,盐渍土的强度水泥固化的增加非常缓慢,和盐渍土的强度新胶结固化的复合材料也快速增加。盐渍土的长期强度使用新的胶结复合材料固化盐渍土的大于使用水泥固化。

3.4。分析可溶性盐

的可溶性盐盐渍土固化使用水泥和新型胶结复合材料(添加量15%)分别分析。表8列出了水溶性离子含量和pH值的使用两种类型的固化盐渍土固化材料。

从表可以看出8土壤盐渍土接近中性。添加固化材料后,水泥水化产生Ca(哦)₂曹在添加新胶结复合材料的反应与H₂O生成Ca(哦)_2,和土壤碱性。与治疗年龄的增加,土壤pH值降低。由于活动分别被添加到新胶结复合材料,Mg^{2 +}内容在盐渍土使用新的胶结固化复合材料总是远远大于在盐渍土使用水泥固化;然而,毫克^{2 +}内容在盐渍土使用新的胶结固化复合材料长时间治疗年龄下降。主要原因是活跃分别受到了水合反应的影响下可溶性毫克^{2 +}和Cl⁻,水化反应生成5毫克(哦)₂·MgCl₂h·8₂O和Mg(哦)₂·MgCl₂h·8₂o .另一方面,积极采用反应与H₂O生成毫克(哦)₂。由于溶解度毫克(哦)₂低于Ca(哦)₂、镁^{2 +}优先对哦⁻生成毫克(哦)₂取代了Ca(哦)₂在矿物粉末与活跃的SiO反应₂如下:Mg(哦)₂+ SiO₂⟶M-S-H。可溶盐离子Na的内容⁺和Cl⁻在盐渍土固化使用水泥和新胶结复合材料与治疗年龄的增加大大减少。这表明,两种类型的固化材料表现出有利的固化盐渍土中有害离子的影响。此外,新的固化胶结复合材料的容量Cl⁻是比水泥的活性分别受到了水合反应的影响下可溶性毫克^{2 +}和Cl⁻生成5毫克(哦)₂·MgCl₂h·8₂O和3毫克(哦)₂·MgCl₂h·8₂o .因此,一定量的氯⁻吸收活跃分别添加到新的胶结复合材料,使材料固化Cl的容量⁻比水泥。

3.5。XRD分析

进行XRD分析新型胶结复合材料的水化产物,可以确定水化产物的组成。化学纯氯化钠添加到新的胶结复合材料(材料)的2%,和测试块完全由新胶结复合材料治愈28 d准备。这样,新的机制为Cl胶结复合材料固化⁻被调查。图6通过XRD分析显示了测试结果。

如图6A和B指SiO的主要衍射峰₂和弗里德尔盐( ),分别;C表示AFm的主要衍射峰( ),和D代表船尾的主要衍射峰( )。根据x射线衍射光谱,它可以发现尾部,AFm,弗里德尔盐生成的水化产物。同样,这些化合物也使用新的胶结固化盐渍土时生成复合材料。这表明,使用新的胶结复合材料不仅固化盐渍土土壤赋予某些力量也吸收了Cl⁻减少伤害。

3.6。扫描电镜分析

盐渍土的微观结构使用水泥和新型胶结固化复合材料(添加量15%)标准养护后28 d和360 d了,如图7和8。

如数据所示7和8盐渍土的内部结构,通过应用新胶结复合材料固化28 d紧凑:土壤颗粒,盐渍土的微观结构,均匀分布,他们周围的胶结材料,这是我们新开发的有粘结性的复合材料。尽管含水量达到30%,在测试块测试块的内部结构并没有显示出明显的缺陷,即差距,洞,骨折。因此,有低的可能性相对运动在外力的作用下,从而有效提高固化土的强度和刚度。相比之下,盐渍土的内部结构凝固的水泥28 d:重要的缝隙和孔洞被发现之间的胶结剂和土壤颗粒。360 d的标准养护后,盐水通过使用两种类型的土壤固化固化材料都紧凑:土壤颗粒被水化产物包围,有许多集群和隔板C-S-H凝胶以及片状水化产品。钙矾石的主要原因是,船尾,AFm和交互式地越过这土壤颗粒不太可能在相对运动,这也是为什么盐渍土的强度增加而延长固化时间。

3.7。EDS分析

进行EDS,固化盐渍土的化学成分可以确定。因此,当添加15%的新胶结复合材料固化盐渍土的化学成分标准养护(28 d)被能谱测量,如图9和表9。

从图可以看出9和表9该Ca / Si C-S-H凝胶主要是在%在0.8和2.0之间。因此,它被认为,如果完全变成了C-S-H凝胶与Ca / Si = 1.5。

然后减去Si原子序数和Ca,其余元素的原子数的比例内容(Al、Cl和Ca)计算,如表所示10。

如表所示10的比率艾尔:Cl:年代:Ca在测量分1和2 1:0.57:0.09:1.77,1:0.54:0.13:1.80,分别。比率(艾尔:Cl: Ca)的原子序数弗里德尔盐( )是1:1:2的比率(艾尔:S: Ca)的原子序数在AFm ( )1:0.5:2。因此,它可以确定测试点1和2分别表示AFm和弗里德尔盐的混合物。Chloroaluminate ( )通过使用Cl形成⁻和矿物掺合料,也叫做弗里德尔盐,是一种AFm系列。AFm系列包含多个化合物,包括典型的化合物 , ,和 。在实际的水化过程中,由于多种离子同现,几个化合物可能表现为同步或复杂的包含多个离子的化合物,可以互相替换生成;然而,无论哪种类型的化合物生成,新的胶结复合材料显示一个优秀的化学成键能力Cl⁻。通过分析水化产物的分子式,它可以发现Cl⁻在盐渍土可以消除反应的材料,这是免费的内容Cl的根本原因⁻在盐渍土拒绝与固化时间的增加。通过计算各种反应物和产物的卷之前和之后的一代 ,发现固相的体积增加了76%在一代的 。也可以看到,盐渍土使用新的胶结固化复合材料是通过SEM更紧凑;因此,当生成固相扩大来填补毛孔在土壤中,这也是原因之一可以提高固化土的强度。

4所示。在盐渍土路基加固工程应用

4.1。路基的有限元模型

在本节中,我们建立了数值模拟模型的抗震性能评价盐渍土路基。我们研究的盐渍土路基工程是位于川藏铁路在中国附近,正在建设中,如图10。我们的研究小组钻很多我们的调查地区的水井。川藏铁路周围的地震活动相对频繁。地下水位的变化与季节通常高于2.0米。

2018年,已经有超过八十个小地震在西藏省虽然有三十多个小地震在四川。在我们的调查地区土壤盐渍化现象普遍存在,盐渍土往往导致开裂和解决路基在地震和降雨的影响。因此,一个新的复合胶凝材料为盐渍土是由我们加强路基,达到了良好的增强效果,如图11。

边坡模型与有限元软件MIDAS建立GTS NX,我们简化了边坡模型在某种程度上。模型的长度是100米,25米的高度模型。路基宽度4.2米,是正确的斜坡路基高度是6米,和左侧边坡高度为20米。为了保证计算的准确性,网格的最大大小小于1/10∼1/8输入地震波的波长最短的。莫尔-库仑弹塑性模型用于模型土的应力-应变行为。数值模拟模型的网格大小是0.5,还有5000个元素,如图12。此外,左,右,和底部边界设置为粘弹性人工边界。

在数值模拟模型中,质量阻尼系数和刚度阻尼系数分别是固定为0.2和0.0019。所以,阻尼系数的数值模拟模型计算瑞利阻尼公式,见以下方程: 在哪里质量阻尼系数和吗刚度阻尼系数。此外,质量阻尼系数和刚度阻尼系数计算由以下方程: 在哪里代表第一个模型的固有频率,对应于第二个模型的固有频率,和传统的阻尼比的范围和2%∼7%。

基于室内实验包括动态三轴试验和固结试验、路基材料的物理参数如表所示11。

4.2。地震波的选择

基本地震烈度地区的路基是7度,和网站。根据铁路工程抗震设计的代码(gb50111 - 2006)(20.],严重的地震基本加速度值为0.21 g,如表所示12。

埃尔森特罗的地震,发生在帝国县,加利福尼亚,美国在1940年,在我们的研究中,使用如图13,调整地震波的加速度峰值为0.21 g,如表所示10。地震波的加速度时间历程图所示9。因为路基的失败主要是受水平地震的影响,只有水平地震对路基的影响。

4.3。路基固化前后的地震动力响应

为了确定地基的地震动力响应之前和之后加强使用我们新开发的胶结复合材料,我们调查了位移的变化规律,加速度,和超孔隙水压力下的路基小城地震,这是主要的指数反映了路基的抗地震性能。结算和对边坡稳定的路基工程是我们的主要焦点位置,和我们设置路基监测1号线和斜坡路基的第2行。同时,路基通常是受损的超孔隙水压力在地震期间,我们将四个监视点盐渍土的不同高度,如图14。

首先,我们计算路基的沉降位移和水平位移的路基加固前后的边坡,如图15。

如图15,它可以发现最大沉降位移是0.095之前加强而加强后最大沉降位移是0.03米,和凝固后路基的沉降位移小于凝固之前的3.2倍。因此,我们开发的材料用于盐渍土路基加固效果良好。路基边坡的水平位移可以决定是否斜率幻灯片,我们发现的最大水平位移对斜率小于1.7倍凝固后在凝固之前,这表明我们的开发材料不仅可以减少沉降变形控制路基边坡的水平位移。

由于地震是动载荷,地震作用下的位移是不断变化的,和时间的最大变形发生时可以快速确定通过观察位移随时间的变化;因此,对边坡的位移时间历程和坡脚如图16。

如图16可以看出,位移持续波动和积累的地震作用下,路基产生永久位移,表明路基产生塑性变形。路基在凝固后的塑性变形小于凝固之前。

最大位移的轮廓了,我们可以更直观的观察到的位移变化前后路基加固,如图17。

如图17,我们可以看到,路基顶部的位移是最大的地震下的动力放大效应。然而,路基加固前的最大位移5.09厘米,最大位移的路基加强之前是4.22厘米。最大位移减小17%。因此,我们新开发的胶结复合材料有良好的固化对路基变形的影响。

通过上面的分析,我们可以得出结论,我们的开发材料取得了好的结果抑制地震下的盐渍土路基的变形。加速度是地基的抗震性能的另一个重要指标,我们也计算路基顶部的横向加速度和路基加固前后的边坡,如图18。

如图18,我们可以看到的最大加速度路基顶部和右侧斜率比以前少加强加强后,这表明,凝固在被动的能量耗散材料可以发挥的作用。加强后的路基上的最大加速度降低1.1倍比之前凝固;而加强后的路基上的最大加速度降低比加固前的1.2倍。因此,我们的新开发的胶结复合材料不仅具有良好的固化对路基变形的影响也在被动的能量耗散控制良好的固化效果。

加速度是不断变化的地震作用下,发生的时间最大加速度可以快速确定通过观察加速度随时间的变化;因此,加速时间历史的斜坡,坡脚如图19。

如图19,我们可以看到右斜坡上的最大加速度大于对坡脚的地震。最大加速度是2.92 m / s²和2.34 m / s²正确的边坡加固前后,分别,而最大加速度是2.46 m / s²和2.07 m / s²加强前后坡脚,分别。采取正确的斜坡顶为例,动态放大因子是1.47和1.2,这表明,土壤可以放大地震波和路基的动力响应是放大了土壤质量。另外,我们的新开发的胶结复合材料不仅可以加强路基也减少地震下的路基振动,确保交通安全。

土壤失败的主要影响因素是超孔隙水压力的急剧增加和有效应力的降低。因此,盐渍土的超孔隙水压力比之前和之后加强了,如图20.。

如图20.,我们可以发现,超孔隙水压力比随地震的持续影响。的超孔隙水压力比unstrengthened路基大于加强路基。的最大超孔隙水压力比unstrengthened路基是0.82而加强路基的最大超孔隙水压力比是0.65。同时,可以看出unstrengthened路基的超孔隙水压力继续上升而加强路基逐渐消散,这表明,超孔隙水压力迅速消散。

4.4。路基加固前后的失效模式

我们使用振动台试验可以复制下的路基实际地震的破裂过程的失效模式前后路基加强。图21显示了模型的振动台试验设备地震激励下的边坡破坏过程。

我们可以看到在图21、振动台试验设备的主要技术指标包括额定工作频率(40 Hz),最大加速度(20 m / s²),最大的测试负载(5000公斤),和维度的摇床(1.5米×1.5米)。

测试模型的大小是2 m×1米×1.4米。路基的边坡率是1:1.5。保持土壤制服,路基是反复搅拌。海绵的厚度是减少20米的反射地震波在边境的路基。测试模型如图22。

我们的测试模型之间的相似律和实际的项目遵循白金汉π定理(21,相似比例的比例关系是由江et al。22]。泊松比土壤测试是0.35的系数侧压力是0.54,和无量纲指标 。其它基于相似原理的相似性系数如表所示13其中正常压力的压力(我。e,造成的地面压力埋藏深度);内摩擦角;凝聚力;和侧压力系数。

在我们的实验中,类似的材料开发基于路基材料。相似性系数模拟路基如表所示14。

接下来,我们可以更直接确定路基加固前后的失败程度通过振动台试验,如图23。

我们可以看到在图23,通过振动台试验,我们可以更直接确定路基之前和之后的失败程度加强。加强之前,路基的破坏始于脚趾和路基裂缝逐渐蔓延。同时,路基顶部的位置有明显的地震后沉降现象。滑动面大约是圆的形状。加强后,路基的破坏也开始脚趾,和路基不滑,而只有少数的裂缝。同时,我们发现路基不进行沉降变形,这表明我们新开发的胶结复合材料有更好的加强效果。

5。结论

(1)新型胶结复合材料是由使用矿物粉、镁、生石灰、石膏。和最优比例的不同组件的新胶结复合材料是通过一系列的测试和分析。(2)新型胶结复合材料被用来巩固盐碱土壤,不仅与材料固化盐渍土土壤赋予某些力量也吸收了Cl⁻减少伤害。SEM分析结果表明,盐渍土固化的新胶结复合材料有紧凑的内部结构和土壤颗粒均匀分布。(3)新胶结复合材料应用于加强盐渍土路基在高震区。结果表明,新开发的有粘结性的复合材料具有更好的抗震行为,和材料显著降低路基的地震动力响应和损伤程度。这项工作提供了重要的技术指导了抗震设计盐渍土的地基。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

本研究在经济上支持从地壳动力学研究所的科研补助金,中国地震局(没有。ZDJ2019-10),中国国家自然科学基金(批准号51708516),年轻的精英科学家赞助项目投(2018 qnrc001),北京市自然科学基金(8174078)、中国国家重点研发项目(2017 yfc1500404)和河北省自然科学基金(E23019210126)。

引用

1. t·温黄土的工程性质和改进的研究硫酸盐渍土在西北地区、兰州理工大学、兰州,中国,2012。
2. x, z, f .妞妞et al .,“稳定剂的研究进展及其在改善的影响盐渍土的物理和力学性能,”冰川学和Geocryology杂志》上,36卷,不。2、376 - 385年,2014页。视图:谷歌学术搜索
3. w·李和美国茶”,评价固化SH代理对滨海盐渍土的影响,“工程地质学报,26卷,不。2、407 - 415年,2018页。视图:谷歌学术搜索
4. y, w·张,罗y, b . Li x Liu和l .王”的分析层次特点和盐渍土地区路基层的耐盐性影响,”青海大学学报,36卷,不。4,17-23,2018页。视图:谷歌学术搜索
5. b .歌曲,和朱d, l . Wang“盐渍土地区路基的设计和施工技术,”路基工程,2卷,第162 - 160页,2011年。视图:谷歌学术搜索
6. 张,y王、f·肖和w·陈,“过重的负荷对盐的影响扩大砾质砂硫酸盐渍土路基,”中国铁道科学,40卷,不。2、1 - 8,2019页。视图:谷歌学术搜索
7. y, t·张R.-F。张,w .姚明,”研究的选择在高盐渍土地区铁路路基填料,”铁路工程学会杂志》上,33卷,不。9、10号至13号,2016页。视图:谷歌学术搜索
8. r·h . Li阴,m .张”研究用砂砾改良盐渍土路基填满,“路基工程,卷172,不。1,53-57,2014页。视图:谷歌学术搜索
9. z l .庆丰g .周s . Wang霍,和b·马“固化盐渍土的微观结构特征基于核磁共振,”岩石和土力学,40卷,不。1,第249 - 245页,2019。视图:谷歌学术搜索
10. f . Qi和w·刘”,盐渍土地区路基的设计和施工技术,”铁路建设技术,8卷,第72 - 69页,2015年。视图:谷歌学术搜索
11. s, s .谢、杨x和w·陈”作用机理硫酸粗颗粒土路基改良的火山灰,”中国岩土工程杂志》上第41卷。。3、588 - 594年,2019页。视图:谷歌学术搜索
12. h . y . Cheng Yu B.-l。朱,D.-X。魏”,强度发展的实验室调查alkali-activated slag-stabilized氯盐渍土,“浙江大学科学期刊投递的杂志上,17卷,不。5,389 - 398年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. gb175 - 2007,普通硅酸盐水泥,2007年。
14. z金和p . Wang“实验的研究系统”slag-light燔magnesia-alkali”作为胶结材料,材料的应用,33卷,不。5,页1 - 3,2005。视图:谷歌学术搜索
15. z卢,问:你们,h·陈,y . Wang和j .沈”分别在熟料水化及其扩展属性,“中国陶瓷学会杂志》上4卷,第436 - 430页,1998年。视图:谷歌学术搜索
16. j·哈里森,“新水泥基础上,添加活性氧化镁与或不添加火山灰硅酸盐水泥,”中央情报局研讨会论文集:混凝土在第三个千禧年,页巢族,中情局,布里斯班,澳大利亚,2003年。视图:谷歌学术搜索
17. l . j . Vandeperre m .一天,a . Al-Tabbaa“碳化对活性氧化镁水泥基的性质按圬工单位,“水泥研究进展,20卷,不。2、1 - 12,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. 中国铁路思远勘察设计C组,射流技术代码在干燥的混合方法来稳定软基处理结核病(10113 - 96),铁道部,北京,中国,1996。
19. c .刘研究滨海盐渍土固化的机理和性能渣复合固化剂北京科技大学,北京,中国,2015。
20. 铁道部的中华人民共和国,铁路工程抗震设计的代码(gb50112 - 2009)中国,中国计划出版社,北京,2006。
21. l .品牌“量纲分析,π定理”理性力学存档和分析,1卷,不。1、35 - 45,1957页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
22. 江l, l .姚明,j .王”对振动台模型试验相似相关边坡动态特性和力量,“交通科学与工程》杂志上,25卷,不。2、1 - 7,2009页。视图:谷歌学术搜索

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