路基不同细粒含量级配碎石掺水泥力学特性及耐久性研究

摘要

哈大高铁客运专线是处于东北严寒地区的无砟轨道，是国家“十一五”规划的重点工程，其所经地段广泛地分布着季节性冻土。因此，针对哈大线路基工程，如何减少其路基冻胀量至标准范围内，是哈大客运专线面临的一个重要难题。文献[2]已经得出了级配碎石掺入水泥能够减少哈大客运专线路基的冻胀量的结论，并得出了水泥的合理掺量在5％～7％。
　　在前面“路基不同细粒含量级配碎石掺水泥冻胀特性研究”的基础上，本文对级配碎石掺水泥这种材料的力学特性、冻融循环后的强度损失以及弯拉疲劳性能进行了分析研究。分析了水泥含量、细粉含量、减水剂含量对级配碎石掺水泥的力学特性影响规律，强度随着龄期的增长规律，各强度之间的关系规律;分析了水泥含量、细粉含量对级配碎石掺水泥冻融循环后的力学性能的影响规律;分析了级配碎石掺水泥的弯拉疲劳方程。主要研究内容及试验结果如下:
　　(1)对级配碎石掺水泥的力学特性研究，结果表明水泥和细粉均是影响级配碎石掺水泥强度的关键性因素，其强度随水泥用量增大而增大、随细粉含量增大而降低、减水剂掺入可适当减少用水量，提高强度。在级配碎石掺水泥的强度龄期方面:28d强度与7d强度符合相关系数较高的线性公式。在级配碎石掺水泥强度关系方面:其28d抗压强度与弯拉强度符合相关系数较高的幂指数公式;压折比k与抗压强度符合相关系数较高的线性公式;劈拉强度与抗压强度符合相关系数较高幂指数公式;弯拉强度与弯拉弹性模量符合相关系数较高的幂指数公式。
　　(2)对级配碎石掺水泥的冻融循环力学特性研究，结果表明50次冻融循环后级配碎石掺水泥的质量损失率在1.5％～3％之间，小于5％。在冻融循环后的抗压强度损失方面:50次循环后的强度损失在10％～30％之间。水泥含量与细粉含量对级配碎石掺水泥强度损失的影响具有一定的波动性，但是仍具有一定的规律性。
　　(3)对级配碎石掺水泥的弯拉疲劳性能研究，结果表明级配碎石掺水泥的弯拉疲劳寿命满足双参数Weibull分布，并通过数学模型结合试验数据建立了级配碎石掺水泥的弯拉疲劳试验方程。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1．研究背景与意义

1．2．贫混凝土的优点

1．3．国内外研究现状

1．3．1．国外研究现状

1．3．2．国内研究现状

1．4．本文主要研究内容

第2章 级配碎石掺水泥的力学特性研究

2．1．概述

2．2．试验方法及方案

2．2．1．试验材料

2．2．2 正交试验原理

2．2．3．试验分组配合比及编号说明

2．2．4．试验具体内容及步骤

2．3．试验结果及分析

2．3．1．7d抗压强度和劈拉强度的试验结果分析

2．3．2．28d试验结果分析

2．3．3．抗压强度随龄期的增长关系

2．3．4．劈拉强度随龄期的增长关系

2．3．5．28d抗压强度与弯拉强度、压折比的关系

2．3．6．抗压强度与劈拉强度的关系

2．3．7．弯拉强度与弯拉弹性模量的关系

2．4．级配碎石掺水泥与普通混凝土力学性能的比较

2．4．1．级配碎石掺水泥与普通混凝土抗压强度随龄期的发展对比

2．4．2．级配碎石掺水泥与普通混凝土强度关系公式对比

2．4．3．级配碎石掺水泥的拉压比与普通混凝土拉压比的对比分析

2．5．本章小结

第3章 级配碎石掺水泥冻融循环力学特性试验

3．1 概述

3．2 试验分组及编号说明

3．2．1．试验分组

3．2．2．编号说明

3．3 试验具体内容及试验步骤

3．3．1．试验具体内容

3．3．2．试验步骤

3．3．3．试验技术要点

3．4．试验结果及分析

3．4．1．质量损失及抗压强度试验结果

3．4．2．细粉含量对冻融循环试验抗压强度的影响

3．4．3．水泥含量对冻融循环试验抗压强度的影响

3．5．本章小结

第4章 级配碎石掺水泥弯拉疲劳试验

4．1．概述

4．2．试验分组及配比

4．3．试验方法、内容及试验步骤

4．3．1．试验方法、内容

4．3．2．试验步骤

4．3．3．试验技术要点

4．4．试验结果及分析

4．4．1．静载试验结果及试验参数

4．4．2．疲劳试验结果及分析

4．4．3．SC55组的疲劳方程

4．4．4．SC65组的疲劳方程

4．4．5．SC75组的疲劳方程

4．4．6．级配碎石掺水泥的综合疲劳方程

4．5．本章小结

结论与展望

致谢

参考文献