水泥土试块养护方式 水泥土强度.docx
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水泥土试块养护方式水泥土强度
水泥土试块养护方式水泥土强度
第#*卷#&&#年第%期/月岩土工程学报0=9;ILI8>5K;:
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S>H$#*3>$%4IPM$，#&&#水泥土强度的试件形状和尺寸效应试验研究!
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）*3&+&1$0,/&+,#$-&’$（,）%$（4）.陈（”$苏州科技学院，江苏苏州更生”，彭建忠#，韩静云”，顾欢达”#”%&&’）（江苏段）建设指挥部，江苏苏州#”%&”“；#$苏州市苏嘉杭高速公路摘要：
对不同形状、尺寸、端部边界约束条件以及龄期的水泥土试件进行了无侧限抗压强度试验，探讨了水泥土强度的试件形状和尺寸效应。
关键词：
水泥土；强度；形状；尺寸中图分类号：
（）*+”作者简介：
陈文献标识码：
文章编号：
（#&&#）”&&&-*%*.&%-&%.&-&*更生（”/’#-），男，江苏人，苏州科技学院副教授，现主要从事岩土工程的教学与科研工作。
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前言!
散，水泥土试件以容重作为控制指标，采用液压方式使试件成型，成型后试件放入养护室进行标准养护至规定龄期。
试件分圆柱体和立方体两种形状，圆柱体试件直径为+&DD，高度与直径比（高径比）为”和#两种（以下分别简称试件”和试件#），立方体试件边长为!
F（以下分别简称试件C和+&$+DD和!
F”%&DD两种试件*），试件养护龄期分别为#.和/&A。
每组形状、尺寸、端部边界约束条件（见后，两种，受压面抹油与不抹油）和龄期的试件’块（个别CB*块），共计试件+*块，由于个别试件强度值的离散性（同一条件下试件强度值极差大于C&E者剔除），实际参加强度统计的试件为’#块，占总数的.C$.E。
试件实际的平均尺寸和容重见表”。
表!
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GHI”试件形状圆柱体试件实际平均尺寸和容重,JIK:
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G9H99HLPIO9DI;试件编号”#C*直径（受压面边长）高度QDDQDD+&$’+&$++&$’”%”$.+&$C”C.$#+&$*”*/$’容重（・QR3D-C）”/$’”/$%”/$’”/$C水泥土桩是近年来广泛应用于软土地基处理的一种方法，但在实际工程应用中也出现了一些工程质量事故，因此加强其施工质量的管理和检测，已越来越受到重视。
尽管目前水泥土桩施工质量的检测方法很多，但钻芯取样（辅以标准贯入试验）检测，由于其具有可连续检测桩体材料强度、均匀性，直接检测桩长以及检测时间较短、费用较低等优点，在工程中得到了普遍采用。
通常用于桩体水泥土强度检测测定的试件形状为圆柱体，而确定桩体水泥土设计强度（包括确定水泥土施工配合比）时所用试件的形状则一般为立方体，两者在形状和尺寸上均存在较大的差异，这样就造成用一种条件下的实际强度去检验、评判另一种条件下的设计强度，其可比性就差，严格地讲不存在可比性，而［”BC］也均未对用于确定水泥土设计现行有关技术规范强度（包括确定水泥土施工配合比）和检测其芯样强度的试件形状和尺寸作出明确的规定，所以有必要对此问题作探索研究。
““#!
试验方法试件制作现场取回的土料，经自然凉晒风干，人工碾碎并过立方体按C&E的含水率（配制含水率）和”%E的水%DD筛，泥掺入比将水和水泥加入风干土中，充分拌匀水泥和#&&”-”#-#”!
收稿日期：
第水泥土强度的试件形状和尺寸效应试验研究表!
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-强度678”=均值9&:
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B9@A>7D6.，性指数$8B99A?
，液性指数$EB9A5=，内摩擦角”B黏聚力%B=:
A5A5F，水泥为;&水泥土无侧限抗压强度试验将龄期达到&5和>?
-的试件，在MNJ<?
O型压力机（少部分在POQ仪上）上测试其无侧限抗压强度值，试验以应变控制，即加荷时试件竖向变形每增加（小尺寸试件）或?
A&..（大尺寸试件），读取9?
A9..次压力值，试验至试件的压力值不再增加或呈负增大后再读取9R&个数据后结束。
为测定试件在受力过程中的应力应变变化过程，进一步为水泥土试件强度形状和尺寸效应的理论分析提供实测数据，如图9所示，在每个试件的表面布设了其中&片测定试件竖向应变，沿=R5个电阻应变片，试件高度对称布置在中间，（;片、;或=片=片的试件数各占<?
C）测定试件水平向应变，分别沿试件高度的上、中、下（或上、中）水平向对称布设。
抗压强度试验时，一半数量的试件在其上下端面上抹了凡士林（模拟剪应力为零边界条件），另一半则未抹（模拟有剪应力边界条件）。
$$”#试验结果及其分析试验结果不同形状、尺寸、边界约束条件和龄期试件的无侧限抗压强度值和部分试件的应力应变曲线见表&，表:
和图&。
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龄期6-试件编号9&5:
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结果分析（9）试件形状对强度的影响不同试件形状的强度比值见表;。
由表;可以看出，在同等条件下，圆柱体试件强度值比立方体试件强度值高，试件9强度值分别是试件:
和试件;强度值的9A&;;倍和9A=?
9倍，试件&强度值则分别为试件:
图#S,3A9试件表面应变片布置示意图和试件;强度值的9A9:
;倍和9AT00”（3%.%（2*+%U2%（1*.%2%0*（）%.%（2H12”#,$,V%-1*,$1/%）,.%（1W0+”）%为测定试件上、下受压面上不同的约束条件对其强度的影响，同一形状、尺寸和龄期的试件，在无侧限CB）岩土工程学报）##）年（A）试件端部边界条件对强度的影响不同的试件端部边界条件下的试件强度结果比值见表D。
试件在受轴向压力的作用时，由于试件上下端面不抹油直接与压力机接触，因此上下端与压力机接触面间存在摩阻力，这种向内的径向摩阻力的存在，图!
试件!
竖向应力应变曲线（”#$龄期）%&’（）*+&,-./01..,2$./0,&234051.67.813&912（!
340&2’/&91：
”#$）表”不同试件形状的强度比值:
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&/=$&771012/.=,81龄期端部边强度比值?
$界条件试件@试件@试件）试件?
试件A?
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试件）A?
试件!
）B不抹油@（））C@（CAD——抹油@（AEE@（CCA——”#不抹油@（）@D@（D@”@（@!
E@（C）D抹油@（@C”@（D”E@（@）@@（D!
）（均值）@（）!
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@（D#@@（@A!
@（CB!
（））试件尺寸对强度的影响不同试件尺寸的强度比值见表C。
由于试件尺寸越大，水泥土的均匀性越差，内部存在微裂缝和孔隙等缺陷的机率大，这些将减少试件的有效受力面积以及引起应力集中，因此其实测强度值随之而下降，且随着这种尺寸差异的增加，强度值下降得越多。
表C表明，同等条件下，试件@强度值是试件）强度值的@（#!
E倍，试件A强度值约为试件!
强度值的@（）”!
倍。
表#不同试件尺寸的强度比值:
;-1C&/=$&771012/.&F1龄期端部边强度比值?
$界条件圆柱体立方体试件@?
试件）试件A?
试件!
）B不抹油—@（）C!
抹油—@（@）B”#不抹油@（#D@@（AA@抹油@（#AA@（!
D!
（均值）@（#!
E@（）”!
阻止了试件上下端附近的土体向外膨胀变形，使得在同等条件下，其试件强度值要比上、下端面抹油（认为没有向内的摩阻力存在或向内的摩阻力很小）的试件强度值高，表D数据表明，前者约为后者的@（@@）倍。
表$不同试件边界条件的强度比值:
;-1D&/=$&771012/;642$,0G362$&/&62龄期端部边强度比值?
$界条件试件@试件）试件A试件!
）B不抹油?
抹油@（#C!
—@（@BC@（#DD”#不抹油?
抹油@（@）”@（@##@（#EC@（@BA（均值）@（#”）@（@##@（@A#@（@）C（!
）试件龄期对强度的影响不同的试件龄期条件下的强度比值见表E。
随着水泥土龄期的增长，水泥水化的程度更充分，水泥土强度也不断增加。
表E表明，在同等条件下，”#$龄期的水泥土强度与）B$龄期的水泥土强度值相比，前者约为后者的@（B!
!
倍。
表%”#$龄期与）B$龄期的试件强度比值:
;-1E&/=$&771012/340&2’/&91（”#$,2$）B$）端部边比值界条件龄期比强度试件@试件A试件!
不抹油”#$?
）B$@（B”#@（“#A@（E”A抹油“#$?
）B$@（ED!
）（#”E@（D@C（均值）@（B）E）（###@（E#!
（C）水泥土泊松比由表A可以看出，水泥土泊松比为#（#C）H#（@C），而且受试件端部边界约束条件的影响，试件上、下部水平向应变小于中部水平向应变，同一试件竖向位置处，试件端部不抹油时的水平向应变比抹油时的水平向应变小。
（D）水泥土应力应变曲线文献［!
］表明，水泥土的应力应变曲线（在无侧限抗压强度试验时），可用抛物线拟合。
选择本次试验中A条实测应力应变曲线（试件A，）B$龄期，上下端面不抹油；试件），”#$龄期，上下端面抹油；试件!
，”#$龄期，上下端面不抹油。
分别称之为曲线@、曲线）和曲线A），用抛物线拟合，抛物线方程如下：
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I!
［#!
（”,”）J”（”,））］（@）#”#式中!
#为最大应力#4；”#为相应于最大应力时的第B期陈更生，等E水泥土强度的试件形状和尺寸效应试验研究B>&应变值；待定。
变换上式有!
，”为试验参数，时的强度值，比没有（或较小）端面摩阻力（抹油）时强度值高。
（%）水泥土试件强度值随龄期增长而增加。
试件试=!
天龄期强度值约为%>天龄期强度值的;*>?
?
倍；件水泥土应力应变曲线基本呈抛物线状，可用抛物线拟合。
但需注意的是，试件表面的平整度对水泥土应力应变曲线的形状影响甚大，因此，试验时试件表面必须磨平或用砂浆找平。
（&）试件水平向应变受其端部边界约束条件影响，靠近试件端部的水平向应变比远离试件端部的水平向应变小，同一试件竖向位置的水平向应变，端部不抹油比抹油时小。
（?
）考虑到试件强度的形状和尺寸效应及现场取出芯样的具体形状和尺寸，建议室内外水泥土强度检测测定时，采用直径@!
77、高径比为;A%的圆柱体试件，以便统一试件的形状和尺寸，减小检测评判误差。
（B）不同形状、尺寸和端部边界约束条件下强度值的相关关系，还有待于通过更多的对比试验，积累数据资料。
本课题由苏州市苏嘉杭高速公路（江苏段）建设指挥部和苏州科技学院共同承担完成，参加本课题试验工作的有陈越、陈家瑾、周映雪、陈建兵、吴好汉、郜志海和沈剑林等同志。
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（（%）$”!
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”!
”!
计算的拟合曲线见图&。
实测曲线与按式（%）图!
’（）*&水泥土应力应变曲线+,-./01203-/00#4503-#（4126/7/43803#（9（:
/501（9经计算，抛物线方程中待定参数!
和”值之差约为;*!
，抛物线与实测应力应变曲线拟合状况良好，拟合是可行的。
但从本次试验所有试件水泥土的应力应变曲线中也可看出，少量试件水泥土的应力应变曲线形状异常，并不符合抛物线型，这主要是试件表面不平整，试件在加压初期由于表面的不平整，局部受压而导致应变很大，应力很小，所以曲线成”结论（;）在相同条件下，水泥土试件强度随试件形状的变化而变化，圆柱体试件强度值高于立方体试件强度值；水泥土试件强度值随试件尺寸的变化而变化，试件尺寸越大，强度值越低；水泥土试件强度值随试件端部边界约束条件的变化而变化，有端面摩阻力（不抹油）参考文献：
［;］!
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;@—=C，公路软土地基路堤设计与施工技术规范［#］*［%］”$;!
;;&—=C，粉体喷搅法加固软弱土层技术规范［#］*［&］!
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@=—=;，建筑地基处理技术规范［#］*［?
］董邑宁，等*固化剂&’（“$;加固土试验研究［!
］*岩土工程学报，（?
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《人民珠江》%!
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&年征订启事《人民珠江》是水利部珠江水利委员会主办的综合性水利水电技术刊物，其内容包含治理开发珠江的学术论著、技术总结、调查报告、学术讨论与争鸣、流域介绍、勘测规划、工程设计与运行管理、三角洲整治与研究等方面。
《人民珠江》名列优;==;年荣获广东省首届优秀期刊称号，秀科技期刊之首；;==%年获全国优秀科技期刊奖；;==C年荣获全国水利系统优秀科技期刊称号；;==@年荣获广东省第二届优秀科技期刊一等奖；%!
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;年荣获广东省第三届优秀科技期刊一等奖。
《人民珠江》以广大水利水电工作者和有关专业人员为主要读者对象，并供关心珠江开发建设和需要了解珠江情况的各界读者阅读。
《人民珠江》为双月刊，大;C开本，每期?
>页，公开发行，国内统一刊号）*?
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&@D”+，国际标准刊号,##*;!
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;$=%&B，中国国际图书贸易总公司代办国外发行，国外代号$-?
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本刊%!
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&年继续自办发行，每期定价?
*B元，全年%@元。
需要订阅的单位及个人可将订刊款直接邮汇到本刊编辑部，并写明收件人姓名、详细地址及邮政编码。
邮汇地址：
广州市天寿路珠江水利委员会《人民珠江》编辑部；邮编：
电话：
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