特殊組份對水泥土的作用機(jī)理及應(yīng)用研究.pdf

1、水泥系攪拌法因其施工方法簡單、效率高、造價低、場地污染小和對相鄰建筑影響小等優(yōu)點(diǎn)，在高速公路建設(shè)中得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。但是當(dāng)單純采用水泥材料加固高含水量的有機(jī)質(zhì)土以及鹽漬土地基時，有機(jī)質(zhì)和鹽分會對水泥攪拌法的處理效果產(chǎn)生較大的影響，需要選擇合適的外摻劑來改善水泥土的加固效果。
　　 本文針對江蘇省里下河地區(qū)瀉湖相軟土的特點(diǎn)，通過室內(nèi)試驗(yàn)、PH值分析、掃描電鏡、電阻率測試手段，從宏觀力學(xué)指標(biāo)和微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)方面定量分析了有機(jī)質(zhì)含量

2、和含鹽量對水泥土的影響，探討了二者對水泥固化過程的影響機(jī)理，提出了采用粉煤灰作為外摻劑抵抗有機(jī)質(zhì)的影響。通過大量室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場監(jiān)測，分析了粉煤灰在水泥土中的作用機(jī)理和作用效果，并采用二維平面簡化的有限元方法分析了粉煤灰對水泥攪拌樁復(fù)合地基變形的影響。主要研究成果如下：
　　 (1)系統(tǒng)研究了里下河地區(qū)瀉湖相軟土的工程特性，針對水泥攪拌法在該地區(qū)應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，提出了采用粉煤灰作為外摻劑來改善有機(jī)質(zhì)對水泥土固化的影響。
　

3、　 (2)定量研究了有機(jī)質(zhì)和鹽分對水泥土的強(qiáng)度特性和變形特性的影響。有機(jī)質(zhì)中的腐植酸通過延緩水泥水化反應(yīng)、分解水化產(chǎn)物影響水泥土強(qiáng)度；得到了含鹽量對水泥土強(qiáng)度提高閾值為4％；建立了不同有機(jī)質(zhì)含量、不同鹽分含量的水泥加固土強(qiáng)度預(yù)測模型，為含腐殖酸軟士以及鹽漬土地基加同處理提供理論和實(shí)踐依據(jù)。通過掃描電鏡和電阻率試驗(yàn)，從水泥土微觀結(jié)構(gòu)機(jī)理出發(fā)，進(jìn)一步研究了有機(jī)質(zhì)和鹽分對水泥土的影響，建立了基于電阻率結(jié)構(gòu)參數(shù)的水泥土強(qiáng)度預(yù)測模型。
　

4、　 (3)通過試驗(yàn)研究了粉煤灰作為外摻劑對水泥土的影響規(guī)律以及最佳摻入量。加入粉煤灰可有效改善水泥十的強(qiáng)度，得到了粉煤灰的最佳摻入量為12％，在此基礎(chǔ)上建立了綜合考慮粉煤灰摻入量、有機(jī)質(zhì)含量、水泥摻入量、齡期等因素影響的水泥土強(qiáng)度預(yù)測模型；分析了粉煤灰對水泥固化土變形特性的影響，采用分段函數(shù)模擬了水泥土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，應(yīng)用MATLABR2007a中的nonlinefit對實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘法擬和，對水泥粉煤灰土應(yīng)力應(yīng)變模型中的參數(shù)進(jìn)

5、行了分析，建立了各項(xiàng)參數(shù)與粉煤灰摻入量之間的關(guān)系，得到了破壞應(yīng)變、E50的變化規(guī)律。
　　 (4)通過掃描電鏡試驗(yàn)和電阻率試驗(yàn)定性和定量地分析了水泥粉煤灰加固土的微結(jié)構(gòu)特性，研究了粉煤灰在水泥土中的作用機(jī)理，建立了粉煤灰水泥土微結(jié)構(gòu)特征參數(shù)與強(qiáng)度之間的關(guān)系。
　　 (5)采用二維平面簡化的有限元方法分析了粉煤灰摻入量以及水泥土攪拌樁設(shè)計(jì)參數(shù)（樁身強(qiáng)度、樁間距、樁長等）對地基變形影響，為水泥粉煤灰攪拌法加同富含有機(jī)質(zhì)軟土地