粉土固化穩(wěn)定機(jī)理與措施研究.pdf

1、土的固化穩(wěn)定是采用一定的物理化學(xué)方法及其相應(yīng)的技術(shù)措施,使土的物理力學(xué)性能適應(yīng)土木工程,特別是道路工程建設(shè)的需要.穩(wěn)定土應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的不同土質(zhì)而選用不同的穩(wěn)定方法.針對廢黃河地區(qū)粉土的特殊性,有必要對其固化穩(wěn)定機(jī)理和技術(shù)進(jìn)行深入的研究.該文首先總結(jié)和分析了國內(nèi)外對土壤固化穩(wěn)定的機(jī)理和技術(shù)研究的成果,并提出了目前土壤固化穩(wěn)定研究中存在的問題以及粉土固化穩(wěn)定的特殊性.從而確定了該文的研究思路,即首先研究土壤尤其是粉土的固化穩(wěn)定機(jī)理,再利用

2、機(jī)理研究的成果來指導(dǎo)粉土固化措施的研制開發(fā)工作,最終得出具有指導(dǎo)意義的粉土固化穩(wěn)定的作用模式和行之有效的粉土固化穩(wěn)定措施.在粉土固化穩(wěn)定機(jī)理的研究中,首先對粉土的工程特性進(jìn)行了初步的分析,包括粉土的化學(xué)組成、礦物組成;粉土的物理力學(xué)特性等,以期全面掌握粉土的各方面的性質(zhì).接著,將穩(wěn)定土體系中固化材料所起的作用界定為復(fù)合膠凝和填充增強(qiáng)兩大效應(yīng),而復(fù)合膠凝效應(yīng)又進(jìn)一步歸結(jié)為水化,激發(fā)和離子交換三種作用.提出了基準(zhǔn)土強(qiáng)度指數(shù)、固化劑的復(fù)合膠凝

3、效應(yīng)、填充增強(qiáng)效應(yīng)和效應(yīng)百分比的計算和試驗方法,對比了研制的粉土固化劑分別等量替代5％和10％粉土?xí)r兩種效應(yīng)的大小及變化規(guī)律.結(jié)果表明,在不同摻量時,固化劑固化粉土同時存在填充增強(qiáng)效應(yīng)和復(fù)合膠凝效應(yīng),兩種效應(yīng)隨齡期的增長均呈現(xiàn)不斷增強(qiáng)的趨勢,但是增長的快慢和大小有所區(qū)別;在摻量為5％和10％時,本固化劑的復(fù)合膠凝效應(yīng)應(yīng)均占主要地位,隨著齡期的增長復(fù)合膠凝效應(yīng)所占的比例上升,說明復(fù)合膠凝效應(yīng)越到后期作用越顯著.隨后,通過試驗,進(jìn)一步探討了

4、復(fù)合膠凝效應(yīng)中水化,激發(fā)和離子交換三種作用的反應(yīng)模式.試驗證實了該文所界定的水化作用,激發(fā)作用和離子交換作用不同程度地存在.通過總結(jié)分析,該文最終提出了粉土固化穩(wěn)定機(jī)理的物理模型.在粉土固化穩(wěn)定措施的研究中,首先分析了土壤固化穩(wěn)定的標(biāo)志,即足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性以及適宜的剛度等,從而確定了本固化技術(shù)研究的評價參數(shù)為無側(cè)限抗壓強(qiáng)度,水穩(wěn)系數(shù)和線性形變(收縮).在分析研究得出的粉土固化穩(wěn)定作用模型的基礎(chǔ)上,確定了粉土固化劑的組分應(yīng)包括各種礦物料

5、、激發(fā)組分和其它組分.固化劑的具體研制過程經(jīng)歷了以下過程:多種固化材料單摻或復(fù)摻的粉土性能對比研究,優(yōu)選有效固化組分;針對有效組分進(jìn)行正交試驗,確定固化劑初步配比;開展不同比表面積固化劑的固化性能的對比研究,確定固化劑最佳細(xì)度;對比不同摻量固化劑固化粉土的效果,確定合適的整體摻量;對前期研究得出的固化劑配方進(jìn)行分析和優(yōu)化試驗研究,明確粉土固化劑的最終配方.另外,對研制的固化劑進(jìn)行了初步的成本和性價比分析,證明其具有較高的性價比.在最后,