粉土固化穩(wěn)定機理與措施研究.pdf

1、土的固化穩(wěn)定是采用一定的物理化學方法及其相應的技術措施,使土的物理力學性能適應土木工程,特別是道路工程建設的需要.穩(wěn)定土應根據不同地區(qū)的不同土質而選用不同的穩(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)定機理和技術進行深入的研究.該文首先總結和分析了國內外對土壤固化穩(wěn)定的機理和技術研究的成果,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)定機理,再利用

2、機理研究的成果來指導粉土固化措施的研制開發(fā)工作,最終得出具有指導意義的粉土固化穩(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)定機理的研究中,首先對粉土的工程特性進行了初步的分析,包括粉土的化學組成、礦物組成;粉土的物理力學特性等,以期全面掌握粉土的各方面的性質.接著,將穩(wěn)定土體系中固化材料所起的作用界定為復合膠凝和填充增強兩大效應,而復合膠凝效應又進一步歸結為水化,激發(fā)和離子交換三種作用.提出了基準土強度指數、固化劑的復合膠凝

3、效應、填充增強效應和效應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％粉土時兩種效應的大小及變化規(guī)律.結果表明,在不同摻量時,固化劑固化粉土同時存在填充增強效應和復合膠凝效應,兩種效應隨齡期的增長均呈現不斷增強的趨勢,但是增長的快慢和大小有所區(qū)別;在摻量為5％和10％時,本固化劑的復合膠凝效應應均占主要地位,隨著齡期的增長復合膠凝效應所占的比例上升,說明復合膠凝效應越到后期作用越顯著.隨后,通過試驗,進一步探討了

4、復合膠凝效應中水化,激發(fā)和離子交換三種作用的反應模式.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.通過總結分析,該文最終提出了粉土固化穩(wěn)定機理的物理模型.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)定的標志,即足夠的強度和穩(wěn)定性以及適宜的剛度等,從而確定了本固化技術研究的評價參數為無側限抗壓強度,水穩(wěn)系數和線性形變(收縮).在分析研究得出的粉土固化穩(wěn)定作用模型的基礎上,確定了粉土固化劑的組分應包括各種礦物料

5、、激發(fā)組分和其它組分.固化劑的具體研制過程經歷了以下過程:多種固化材料單摻或復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,