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土壤水泥技術改良渥太華砂性質

在文檔中 1.3 研究流程 (頁 114-117)

第五章 廢棄土之性質

2. 在28 days 抗剪強度方面,其凝聚力 c 與內摩擦角 φ 分別為如下:

6.2 土壤水泥技術改良渥太華砂性質

於本研究,其渥太華砂性質之試驗如下:

1. 土樣:渥太華砂,

2. 齡期:

t

c=7days及28days

3. 水泥含量:

a

w= 2%、4%、8%、12%、16%五種,

4. 夯實狀態:

w

=16%,

5. 此一試驗共計10顆試體。

本研究擬以水泥依標準夯實固化渥太華砂,但為與本研究之土樣 試驗條件相互呼應,故含水量設定為16%。而試驗方法僅施行無圍壓 縮及直接剪力試驗,所得之數據結果,再與本研究之廢棄土做強度上 之探討。故本研究擬找出一組試體強度之比較基準,以利土壤水泥領 域有一套強度評定之依據。

6.2.1 無圍壓縮

圖6.30 為試驗試體破壞之情形;圖 6.31 及 6.32 所示為 7 天及 28 天之無圍壓縮應力、應變行為,其試驗數據已詳列於表6.5。但 2%

水泥含量之試體,養護 7 天幾乎還無法固化達一定強度,因此無法施 作本試驗。其他試體的強度如預期般,填塞渥太華砂之水泥藉膠結作 用發揮固化之功效,其無圍壓縮強度與水泥含量及齡期皆有正比之關 係。

試體在養護7

days後,

q 值與

u

E

50分別為如下:

當水泥含量為 4% 時 , q

u =156

kPa

E

50 =78.5

MPa ; 當 水 泥 含 量 為 8% 時 , q

u=567

kPa

E

50=95

MPa ;當水泥含量為12%時, q

u =1625

kPa

E

50 =116.6

MPa ; 當 水 泥 含 量 為 16% 時 , q

u =2677

kPa

E

50=134.4

MPa 。

試體在養護28

days後,

q 值與

u

E

50分別為如下:

當水泥含量為 2%時, q

u=45

kPa

E

50=22.6

MPa;當水泥含量為4%時, q

u=334

kPa

E

50=83.9

MPa;當水泥含量為8%時, q

u=1150

kPa

E

50=96.2

MPa ; 當水泥含量為12%時, q

u=2401

kPa

E

50=120.5

kPa ;當水泥含量為 16% 時, q

u=5418

kPa

E

50=143.1

MPa 。

由試驗結果可以清楚的看出, q 值隨著水泥量的增加而有提

u

升,不論齡期是7天或是28天,幾乎都是以線性關係的趨勢。在強 度方面,齡期28天與7天之試體比較,其分別提升2.1倍、2.0倍、1.5 倍、2.0倍;在

割線模數

方面,其分別提升1.1倍、1.0倍、1.0倍、1.1 倍。由以上數據分析的結果表示,其強度提升1.5~2.0之間;

割線 模數卻只在1.0~1.1之間,

乃為渥太華砂性質的關係,因本身為均質 材料之故,由粒徑分佈圖即可知曉;故吾人認為其材料用來當固化 土壤之參考標準,是非常可行的。

6.2.2 直接剪力

其試驗條件如下:

1. 土樣:渥太華砂,

2. 齡期:

t

c=7days及28days

3. 水泥含量:

a

w= 2%、4%、8%、12%、16%五種,

4. 夯實狀態:

w

=16%,

5. 此一試驗共計10組試驗,30顆試體。

計施行10組試體,而圖6.33為試驗試體破壞之情形;其直接剪力 試驗結果關係詳見圖6.34及6.35,並將直剪試驗結果彙整於表6.6。茲 就試驗結果,摘要說明如下:

試體在養護7

days後,

其凝聚力 c 與內摩擦角

φ分別為如下:

當 水泥含量為2%時, c

=5.25

kPa

、φ=26.8°

;當水泥含量為4%時,

c

=15.65

kPa

、φ=31.7°

;當水泥含量為8%時,

c=17.41

kPa

、φ=37.9°

; 當水泥含量為12%時, c

=31.51

kPa

、φ=63.2°

;當水泥含量為16%

時, c

=209.33

kPa

、φ=52.1°

試體在養護28

days後,

其凝聚力 c 與內摩擦角

φ分別為如下:

當 水泥含量為2%時, c

=5.24

kPa

、φ=35.3°

;當水泥含量為4%時,

c

=14.79

kPa

、φ=32.5°

;當水泥含量為8%時,c

=76.53

kPa

、φ=28.4°

; 當水泥含量為12%時,c

=129.04

kPa

、φ=59.3°

;當水泥含量為16%

時, c

=280.61

kPa

、φ=56.8°

由試驗結果可以看出,抗剪強度隨著水泥量的增加而有提升,

不論齡期是7天或是28天都有此趨勢。但是,內摩擦角隨著水泥量

的增加之關係,就沒有那麼明顯。在水泥含量 a

w=

2%及4%時,由

添加水泥含量低,又因齡期短及材料為砂質等原因下,水分不足而

使水化反應不佳,使其強度在7天及28天有相同之趨勢;而在水泥

含量 a

w=

8%以上時,其抗剪強度也隨齡期增加而提升。

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