水泥改良土凍脹融沉特性研究.pdf

1、人工凍結(jié)法在軟土地區(qū)的地下工程中的應(yīng)用越發(fā)廣泛，但凍結(jié)后產(chǎn)生的凍脹融沉現(xiàn)象給結(jié)構(gòu)本身及周圍環(huán)境產(chǎn)生了不良影響甚至發(fā)生事故，因此凍脹融沉控制措施研究提上了日程?？刂苾雒浭潜苊馊诔恋母臼侄巍Ｒ罁?jù)這一思路，結(jié)合上海長(zhǎng)江隧道工程和上海軌道交通4號(hào)線修復(fù)工程，本課題開發(fā)研究先用水泥對(duì)土體改良再行人工凍結(jié)的技術(shù)以達(dá)到先減少凍脹從而控制融沉的目的。 由于該技術(shù)缺乏一定的理論基礎(chǔ)及適用國(guó)內(nèi)地質(zhì)狀況的工程經(jīng)驗(yàn)，因此需要借助試驗(yàn)手段對(duì)該技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)

2、證。上海地區(qū)是我國(guó)具有代表性的軟土地區(qū)，對(duì)其分別代表粘土和砂土的⑤3粉質(zhì)粘土和⑦-2粉砂層進(jìn)行水泥改良前后的實(shí)驗(yàn)比較研究，則能較好地研究這一技術(shù)。具體包括： (1)通過未凍土常規(guī)土工試驗(yàn)揭示出這兩層土的基本差異，測(cè)試改良前后土體的密度、含水率、滲透率，發(fā)現(xiàn)加入水泥后土體滲透率降低； (2)對(duì)改良前后土體展開力學(xué)實(shí)驗(yàn)。橫向比較兩層土凍結(jié)性能差異，縱向分析了各層土力學(xué)參數(shù)改良后的變化規(guī)律。結(jié)果表明，兩層土水泥改良后其凍結(jié)性能

3、較相應(yīng)土層都大有改善，且隨著溫度的降低，其強(qiáng)度隨著水泥含量的增多而呈Boltzmanm函數(shù)上升趨勢(shì)。 (3)開放系統(tǒng)下的凍脹融沉實(shí)驗(yàn)中著重考察了水泥含量對(duì)凍脹率、融沉率的影響。結(jié)合土工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水泥的加入使得未凍土的透水性降低，有效限制水分遷移，阻止凍脹時(shí)吸收必需的水分，降低了析冰作用，從而有效地控制凍脹的發(fā)生。同時(shí)，水泥顆粒也使得土顆粒間的結(jié)合力加大，抵抗破壞土顆粒骨架的能力提高，從而抑制解凍時(shí)土體的沉降。 (

4、4)工程上主要考慮凍脹對(duì)地表隆起的影響，而該技術(shù)尚未在國(guó)內(nèi)工程中應(yīng)用，本課題結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和凍脹引起的地表隆起曲線擬合公式針對(duì)上海軌道交通4號(hào)線修復(fù)工程的垂直凍土壁進(jìn)行計(jì)算，從理論計(jì)算角度考察該技術(shù)在工程上應(yīng)用的有效性。計(jì)算發(fā)現(xiàn)，水泥改良后的凍土引起最大地表隆起量和總體地表隆起量均減小。說明水泥改良后再行凍結(jié)能有效降低凍脹對(duì)周圍環(huán)境的影響。 綜合所有數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)水泥改良土體后再行凍結(jié)增加了土體的凍結(jié)性能的同時(shí)有效控制土體凍脹融沉