介孔硅酸钙／硫酸钙骨水泥修复兔创伤性骨缺损

第3 1卷1第期 2 10年 63月湖南科技大学报 (学自然学版 )科 J o ur n a l o f H u n a n U i n v re si t y of S ci e n c&Tee h c o nlo g y (N a utr a l S ci en c e E dit i no ) VOI . 3 1 0N.1 M ra 2. 01

6 doi : 1 .01 5 382/ .jc n k i . 1 7 62— 1 9 20 .2 1 6 .0O 1 .0 10 水泥良改岗花岩积残土 强的度和崩解性研究特刘文，骏秋陈南，赵磊军，翔(周湖南技科学土木大工程学院，湖南湘潭 4 1 1 2 0 )

摘1要直：将接花岩残岗土积作用基路筑填，产易生坍溜、坡滑等病.害为了消除花岗岩残积土不良性特，对湖南省南

地岳区花岗岩残积粒土径级配进行研究，得出该地花区岗残岩积为砂质粘性土土，为了提高其填路筑基性能的采用，不同掺量的水入对泥其进行改，在良压度实为均 90%的条件下，利用S BL一型1力应变控应制式三剪切渗透轴验仪试自制和崩 解对各仪组试样分进行别三轴试验和解试验.崩改良的岗岩残积花的土抗强度和崩剪解验试结表明，果随着泥掺水量的增加，其抗强剪度逐提步高，遇崩解状况得水到步逐改善 当，水掺泥量入到达 6%时，能大幅高花提岗岩残积土的抗剪强度，其耐崩性解得也到了大度幅的提高和改善，达可到际工程实中改良地花当岗岩残积土目的的 .关键：花词岩残积土，崩岗解性，土改良体水，泥掺量入中分图类号： TU 4 5 8文献标志码：A 章文编号 1: 762—9 012 ( 2 106 ) 0 l一 00 5— 4 60

eRs ea rc h on the s tre n g h t a nd d is in teg a t r ion c h a a cr ter is t ics o f

t he g a nr it er e si uda l s oi l i m p rov e d iw th ce me n t Hu We jnu n, C h e n Q i u n a n,Zh a o L iej nu Z h o,u iX an g( 1 .S c h o o l o f Ci ivl E n g n e eir in g, Hu n a n Un i e r v

s i ty o f S i e nc e c n a d eT hcn o log y,X nig at n a 4 1 120 1, C h n ai )

bAs t r cat T:o ps o il s li pl,a n d ls i e sd a n d o t h er e n g i n eei r gn d i s e s e a a r e i l ke l y to o cc u r w he n g arn i e tre s idu a l s oi l is d i r e tcl y u s de a s s u b ra g de i f l l in g .In o d err t o e li m in a te t e h a d v er s e p r o p e t ire so fg r ani t e r es i du a l s o il t h e . a r i ng com p soi ti on o fg ra ni t e r e s d i ua l s o l i of N an y u e M unot a n i A e a r i n Hun n arPo v inc ew a s a n al yz e d,an d i t hso ws

h ta t g r an i t e r e s i d u a l s iol b el o ng s o tt h e a s n y d l ac .Iyn ro der t o i pm ro v e h e t p ef ro r a m cne wh e n ra ngi t e r e si u adl s o i l w a s u se d a s s u b ra g e d f ill i ng, it w sa i p m o rv ed w t i hdi f er e n t a dmi x utr e of c e e n mt. Wh e n t e h c o mpa ct io n d e re geo f r ag n t ei r e i s u a l d s oi l i s9 0,% La b o ra t o r y tr i ax i l a t set nd a a l bor a tor y d i s n ti e g ra ti o n te s t we r ce o d unc t d wi t e h hte

S L B一 t r 1i x aia l an dp e rema b i l it y ap p

a r a t su a n d t h e h o me m ade d i s i tne r g at io n e stt a p p ara t u s T.h e s hea r s rt en gt h an d di s ni te ra g ti o n te t os fi p mr o evd ra ng i te r es i d ul a o s i l s ho sw t h a t t h e s he a r s t re n g ht a nd t he d is i n teg r a t i n cgo ndi t i n s o n u e dr th e in l fu e n e c o fwa et r aw s gr adu a ll y imp ro ve d wi t h h e t i c n era s eo fc e emn t c on te nt T .he h se ar s t ren g t h wa g r es a t ly ip mr o e vd a n d re s i s t a c en o f di s in t reag ti o g en t as b t te r iemp r o e ve mn t w ith 6% c me ent co tn net . I tc a n a ls o ac hi v ee t he pu rp o s e fo ipmr ov i n g l oc l a r g na ti ree s i d ul a o s il i n pr cat i c al n e gin e er i ng . Key owr d s g: r a ni t e r es i d ual so l id; is int e ra g tio n;so i l mi r p ov em e n;t e me n c t co n e nt t

收日期稿：20 1 4l一1 0- 3

基金目：国项家自然学科基资金助项目 ( 14 1 722 7 5 )通信者：作陈秋南 1 (96 8一 ),男，西莲花人江，士后，教授博，士研究生导博师，主要从岩事土隧道与工程研究 .— E m a li:c q n do c@1 6 3

第

期

1刘骏文，等水：改泥良花岗残积土岩强的度和解崩性研特究 55花岗岩残土积是母岩温在潮湿暖环的下经过境一系的物列化学风化作用理形成的覆而盖母岩于上之的积土残体.…国我湖省南南岳地区旅游业旺盛，各基类建础设尚大需力开展，处花岗岩此资源丰，富露头较，多小构造型发育这类.花岗受气岩候件、条水地质条文及地形件件条不同影响的，经各种过理物、化学、生物等化风作形用成了同不厚度残积的土.若接将花直岗岩积残用作土路填筑基，受下地水地或表水影响容软易化，受振动液化时现十分严重，象抗变形能及水稳性差力易产，溜坍、滑坡生等害，对病工建程存设在潜破坏性.在因此，开花展岩残岗土的积改良研究分必要.十国外很多学内者该对域领进了行应相研究的工，作并得取一定成了果陈.江洪[ 2等 花对岩岗残积土物力学理标进指了行率统概计析分汤；连生等用渗采析测法了定花岩岗积土的残土特征水线曲得，出持水其能力较强周德泉；等研究了环循荷作用下花岗岩残积土载的累积形变与化湿特；性张红天等L5]对粘软进行土水泥改良室试内验，析发分现：水泥的入可有效掺提高土的体强度；杨广庆l等6 以粉质土粘为研究象对，过通动轴三验研试究现：水发泥改良存在临土界应动力，改良后的泥土试水样的积累性变塑与动应形的力大小和作次用有数；关援周等衡全风对花化岩改良土岗路进基行了循环载加试研究验， 证了实全化风花岩岗经过改良可后于用速铁高无路砟道轨床基层和底路本体填筑基 .本针文南对地岳区

花岗残积岩进行水泥土良，改利用S LB一 1应力应型控变制式轴三切剪渗透验试仪自制和解崩仪究其研力特学性崩解特性.和1南地岳花区岗残积岩级配土特性用于文试本的花验岗残积土岩土取样自南省衡山湖县门镇店荣村繁道国的某新开旁边坡处挖，由于处残积土覆盖此较薄，层根据现场土实层情际况，真认察勘取样处，离坡坡边顶2 m左右 .样既这避了采免集到的样经雨土水淋矿滤成物离失分，避又了采集免的土样非花到岩岗残土积，而花是岩岗积残与全风土化花岩岗之的间渡层.过 将采的花岗集残积岩土扰土动置于向样通阳风风处干，使达到其于研磨易态状，用“分四”进行取样法.将取的得风干土样放置橡在胶板上橡用杵进行研胶.磨为了免避筛的出颗粗表面附带有过多的粒粉土细粒过筛颗时孔卡在筛，分试之前将研磨验的土好样到放 1 0 5 oC的烘箱中烘 8 h,却后冷新用准标土壤筛进筛分行筛分结果，表 1所如示. 1花表岗岩残积土样颗试粒粒度均平

值图 1取现场样

据根花岗岩残积试土筛分结样分析果得可：南岳地区岗花残岩积中土所含颗粒主要中集粒于0 .径2 50—

0 . 0 75 mm粒径和小于 0.0 7 5 l n m的级区配间 .其，颗粒中粒 0径. 2 5 0— .0 5 7 m i ll占土样质的量 3 3 2. 3% 83. 9 5,%径粒小于0. 0 5 7 ll m l的颗粒占样土量的质3 1 .5 6%~ 3 . 33 0.%根据土工岩勘程规范察( G B￣

50 0 12 20 0 1)引，可将南岳区地花岩岗积土残义定为性粘土.砂南地岳区岗岩残花积颗土粒径粒的分布分

56

南湖科技大学报 (自然学科学 )版2 0 1年6第 3卷

不均1、胶结较物少，是造成极易其崩的主解因要素 .2 水改良后泥花的岗岩积残土的度特强性为研究水泥改后良的花岗岩残积的土强特度性，利用 S B— LI型力应应控变式三轴剪制切透渗试验仪进行三轴结排固剪水 (切C D )试验.样试的制备过程：

第一步 :考虑 1到 05℃烘条件对干体的胶土物影结较响大，改土的良塑重样试采均风用土干.先首将风土干碎，碾过并2 m m的标准壤筛土，测出筛分后土的样水率含，在此础基上计算出配一定置的量最佳含水率样的土水量.需第二步：步取骤中一分后的筛体，加入总土需量的水8 0,%分拌合充后放人塑袋料中润浸 42 .h三步第：待土样分充浸润加入后所需的水泥拌均匀合，然后再入总需水加的量2 0%并搅拌均匀.

第四步：采用 5层实压方制备法试.用天平称样土样，将组土各均分样为份 5,并其倒入将样打内器，

且次采用依9 0%的压实度进行击实，制试成直样径 3. 9 1 c m, 8高 . 0 e m试样.的考虑水泥的初凝 间时，4在h内成完制样 . 在第四步中每层土样击实完后刮毕毛，以使各层土体充分接触，减少分层程度.每击次实之要静置后一段时间，减以少回弹形.变样试备制好后在湿度 大于 9 0%的室温条件下养护 7 d .据根文献介水绍土泥改良试验水中泥掺人量 集常中于2%~8%的围范之间[ 9引本.验实采用 2%,

3, 4%,% 5% 6%和5种水泥掺入量对花岗残积土岩行改进良，花在岩岗残土的积最佳水含量2 3 .85%的

状态下研究改来良后的岗花残岩土的积学力性.特不同水泥量含重塑的试样 3各，个分在别围压为 05 kP a,1 0 0 k a和P 1 50 kP a的条件下进行 C D验试按照，1 5%的轴变向形在或此前之出现的切峰剪作为值破

坏准则，过 S通 B一 L 1应力应型控制变式轴三剪切透试渗验仪行进轴三固结水排剪切 (C D 试)验，所数得据如 2所示表：

(以 (r O 1+ O r 3)/ 2, ) 0为心圆， ( l 3一) /为2半径制不同绘压下围的尔应力莫圆，并绘不同抗剪制强度络线包，未改良的花岩岗残土和水积泥改后良

表2 不水同掺入泥下量花岗残积岩的土切剪峰值如

如

啪徽入量/ 度 / e m高%径 /e m围直趴…… 值/ k P峰 a钉 5638 4

勰

17 5 7 8的花岗残积岩重塑试样土摩尔强度包络的线分如图别2和图 3所示：

0 8

3.91

3. 9 l3 .9 l4

68

3 91 .

图 未改2的良花岗岩残积重塑试样摩土尔强调包络线

第

1期

刘文，骏等：水泥良花改岗残积岩土的度强和解特崩性究研5 7

a/kl 'a o/ k Pa ( )a泥水掺入量 2%为

( )b水泥掺人为量3%露 c P

/ d eka

/口I d a

(c水泥)掺量人为 4%

( )d水泥人掺为5量%

口/

(e )水掺泥人量6为%

图 3不水泥同掺入下量尔摩度强络包线

经算可得，计在9 %的0压度和实佳含水最量的 件下条不同，水含泥的量花岩岗残土重积塑试的验破强度坏数参c,值如表3示所。

表3花岗岩积残重土塑试的样破坏度强参数

由表3绘掺制入水泥花岗残岩土积塑重样强式度参数曲图如线图 4示所

l: 1 釜

辎榛

瞥泥掺入水，量% ( a)聚粘力化变线曲

水泥#/Ai/￣ b )(内摩擦角化曲线变

图掺入4水花泥岗残岩积土度强数参线曲图

85

湖科南技大学报(自然学科版学 )2 01年6 3 l卷第由上以试验结果可知压实度，为9 0的%塑重试土样在相围压同下，其剪切峰会随值着水泥含量增的多明显而提高；同水相含量泥土样的，其剪峰切会值随着压的增大而围显提高.明土体抗剪的度可用强

抗剪强度参来数示，表水泥量含不同，塑重土试样的参数也会随之变改，由述上对2%, 3% 4,, 5%和 6%5%种水泥掺人量的花岗岩残积重土塑试样， 分在别5 0 k Pa 1,0 0 k P a和1 5 0 k P a3不种围压同的条件下求出的,c D‘进行析分，可以发其现黏力 c聚随水着泥掺入量增的而大增大内摩擦角，随着泥水入量掺增大的而小度减小 .幅水泥当人掺达量到%6时，能 幅提大高花岗岩残积土抗的强度剪，可达到 际工程实中改良 地花当岗岩残积土的目 .的

3 水改泥后良的岗花岩积土残的崩解特性的土崩解指是性土浸粘而发水碎生、裂散的体象现，这一是个水的在渗入用下作体土粒颗之胶结丧间，土失结构体于粒间由力斥过引力超，产生应集中力瓦而解的个一可不逆物理过的程. 解产崩生须必具备下充分条以件：①土体面表在存水的入渗通，道土或体表面于在易动水力作的用下快速生渗产入到部内的通道；② 土中颗胶粒可被水结渗入后产生内的力应集中现象破，坏破坏是且不可逆

;③的胶结的水物稳不强性，浸易溶解水.另外，假如土没有临空体面，向侧应力卸荷、失干缩水损伤以及等动力水作也就用不存在，因此，复空临面存在是的体发生崩土解必的要条件¨ .花岗残积岩中粘土土含量较性少，粘性极差结，遇水易发极崩生解.本文通过花岗岩在积土残中掺入水泥利，水用颗泥的水粒作用和水解化用作，土使颗与水泥粒水化的离子物交，换发团粒化作用生、硬凝反应和碳化酸作，用形成有物机聚的合，增加了体中土的胶结粒颗，并大大增胶强结的物水稳定性破，了 土坏体的解条崩件，达改到良目的.的 虑考场的现际情实况，期长晒下暴的干燥土遇体雨极易发生暴坡灾害，滑此因模现场情况拟，将改良后的花岗岩残积土塑试重样置于 30℃烘箱的中2 d(经实测，2 后试样d的含水量基稳本定，认为达到干

燥态状),取出试样重并称录数据.记将试此放置在样自制崩的仪解中，分浸充，水试样待达到稳定再崩不解取时试样出，晾后再干次置于烘箱中 ,如循此环3次所得数据如，表 4所 .示

用以下公式计采算解崩率 :n: 1 0×0%. ( 1 )m0 式,中。为试m样始初量，质m 为第"/ t崩次解后烘干土的量质 崩.率解计结果算下表如所5示.表 4不同泥水含量花岗岩积土残环崩循剩解余量表不同水5含泥量岗岩残积花土环崩解循率

由上得表不到同泥水人量掺花下岩岗残积土崩的解率曲如线图所5示.

第期1

文骏刘，等：水泥改花良岗残积岩的土强度和崩解性研究特

5 9

过通数据图和分表可得析：良改花后岩岗残土积的重塑试样的崩率会解着随环循次的数增加增大而，增幅但着随循次环数增大而减小，的解崩率增加趋势于趋定；稳2%和3%的水泥入量对于花掺岗残岩积土的崩解耐无明显性提，高且相之互间无明显差别，但当水泥掺是量人于大3%时，崩耐解得性到改善崩，解崩循环解次数率随水着掺人量的增加泥而小减，别特水泥掺是量人达到 6时%,改效良果尤为明显.图 5不同水掺入量泥花岗岩下积残的崩土解率曲线 4结论1南岳)地花区岗岩积残土定义为砂性粘，土其颗粒径粒分不布、均胶物结较少是崩其性强的主解要素因，因此 这，土水稳性差类、易产生坍溜滑、坡病害，等宜不接用直路基填作料需进行一，程度定改的良加固. l 1 O

2)用水泥采改良岗花岩残土积，其固化机促使土颗理粒表面发的生杂复物理的化学作，用充填土了2 8 6 4 2

0 O

堡瓣黢蕊0 0

O的间隙，增强了土粒的互相结合力，得使改后良的岗花残岩土具积较有高强度和的刚度.改良后花的岗岩积残的黏土聚力c随着水泥掺量入的增大增大，而摩内擦角随水着泥掺量入增的而小大度幅小减 . 3 )花在岗岩残积土掺入水泥可增中土强体中结胶物的水稳定，性破其坏崩解的必要件条，到达改了良的目水泥改良后的花岗.残积岩的土崩率解会随着水掺泥量入的增加减小而，特别是泥掺入水量到达

6%时，改良果尤为效显，明而崩且解趋势着随环次数循增加的而于趋稳.定4考虑)到经、济工施工艺、度强及以解崩等性方面因素多，本文认为在际实工程中采可用 6%的水掺泥人来量改良花岗岩残积土地区的路、基地基和坡边等程工.

参考文献：[1]颜波，连汤，生胡辉，等 .花岗岩化风崩土岗破坏机制析分[ J .]水文地质程地工，质2 00 9,6 6:8— 7,1 48.[ 2]洪陈江花岗岩残积土.物力学理标指概的

率统分析计[ J] .华中技大科学报 (学自然科学版), 2 0 01 , 9 2 5 (): 9—59 7 .

[]3汤连生颜，波，振李嵩，等花.岗岩残积水土土征特线的试验曲究[ J研 .水文]质地程地工质，2 0 0,84: 62 6—5。 7 9. [ ] 4周德泉，焕杰，谭一鸣.徐循环荷作载用下花岩残岗土累积积形与变湿化特性试研验宄[ J] .中南学大学报自(然科学版，)2 0 13 4,4 ( 4:) 6 15 7— 1 665 .

[]5张天红周易平，,阳叶升，等.泥土的水度及影强因素初响[探]J .中国道科铁，学2 0 0, 3 2 ( 4 6 ): 3—55 5 . [6]杨广.庆泥改水良土动力特的试验研性究[J ].石力学与岩程学工报， 2 0 30, 22 7(): 1 5 1—6 11 6 0 .[ 7]周衡援，永和王，卿启湘，等.全风化花岩岗改良土高速铁路路基填料适宜的性试验研究[]J .岩 力学与工程石报学，20 11, 3 ( 03): 6 2— 5 364

[.8]华人中民共和国建设部.G B 50 0 2 1 2 00 1,土岩工勘程察规范[ s ].北京：国建中筑业出版工， 2社0 0 .9 [9]欧明，喜刘新荣，曾金 .芳泥水土变应软化性三轴试验研特[究 J] .工程勘， 2察0 1 1 6( ):1 — . [7 O]1周丽，萍申向东.泥水土学性力能的验试研究[J] .酸盐通硅报， 0 20 9 2,8( 4 ):35 9 3 6—4

. 1[ 1王建华],玉高琴干湿循.过环导程水泥改致良强度土衰机理的研减究[J] .中国道铁学科 2, 0 6, 20 ( 7 )5:2 3 2 7 .—[ 1 2]天亮王刘建，,坤彭云丽， .等融冻环循作下水泥用改良土力学性的质究研[J].中国道科学铁 2, 0 10, 3 1( )6: 7— 1 .3[ 1 3]鹏曾.花岗残岩积土压实特的及性崩特性研解究 D[] 广.州：华南理工大学， 20 1 2.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/i3re.html