PS加固對非飽和遺址土的滲透特性影響研究.pdf

1、土遺址的防風(fēng)化加固是巖土工程界普遍關(guān)注的熱點問題。高模數(shù)硅酸鉀溶液(簡稱PS)以其良好的加固效果在西北地區(qū)土遺址的加固工程中得到廣泛應(yīng)用。但也面臨一些關(guān)鍵技術(shù)問題，例如PS的入滲特性，PS加固后遺址土的滲透性，以及PS的加固效果等，這些問題的解決有利于擴大推廣PS加固土遺址的應(yīng)用，特別是提高PS加固土遺址的效果。
　　 本論文以新疆高昌故城夯土為研究對象，通過現(xiàn)場試驗和室內(nèi)研究相結(jié)合的手段，運用非飽和土的理論和技術(shù)方法，較為系統(tǒng)

2、的研究這三個關(guān)鍵技術(shù)問題。主要內(nèi)容包括以下三個部分：
　　 (1)在交河故城施工現(xiàn)場人工夯筑兩段試驗墻，模擬遺址中需要加固的夯土部位，通過PS的入滲試驗，研究了PS在現(xiàn)場開放條件下的入滲特性，結(jié)果證實低濃度PS(3％～7％)具有和水相近的入滲規(guī)律和滲透速度。同時進行的非飽和狀態(tài)下的滲透試驗表明，在土樣含水率為9％時PS的入滲性能最佳，含水率達到15％時仍具有較好的滲透性；在持續(xù)飽水的狀態(tài)下，PS加固樣仍具有更大的抗剪強度，表現(xiàn)出

3、良好的水穩(wěn)定性。
　　 (2)利用壓力膜儀測試了PS加固土的土-水特征曲線，同未加固土相比，飽和含水率θs和殘余含水率θr下降，曲線斜率和進氣值增大。結(jié)合PS與土顆粒的反應(yīng)機理以及相關(guān)試驗對此進行了分析，認(rèn)為礦物成分、孔隙結(jié)構(gòu)、土體的收縮性等因素是導(dǎo)致土-水特征曲線變化的主要原因。
　　 在室內(nèi)進行了封閉條件下的PS入滲試驗以及加固土的滲透性試驗，利用SWCC和Mualem-Van Genuchten模型推導(dǎo)出非飽和土的

4、相對滲透系數(shù)，結(jié)果表明PS加固對非飽和土的滲透性能產(chǎn)生了有利的影響，滲透性大幅提高。粒度分析、X射線衍射分析、掃描電鏡測試等表明，粘土顆粒加固前為層狀、片狀的結(jié)構(gòu)，各顆粒之間相互分離，顆粒多有明顯的棱角，加固以后，幾何形狀發(fā)生變化，片狀結(jié)構(gòu)變?yōu)橹旅艿木W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，顆粒粒徑增大，大量棱角弱化或消失，孔隙表面粗糙度隨之降低，有效孔隙相對增大，這些變化大幅提高了土體的滲透性。
　　 (3)模擬現(xiàn)場的環(huán)境變化及特殊的環(huán)境條件，對PS加固和未