【摘 要】
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近些年,在对淤泥及淤泥质土等软弱土地基的处理方式中,通过掺入外加固化材料改良原土体性质是较为有效的方式,并在滨海地区建筑、公路、桥梁和隧道等大型工程建设中得到广泛
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近些年,在对淤泥及淤泥质土等软弱土地基的处理方式中,通过掺入外加固化材料改良原土体性质是较为有效的方式,并在滨海地区建筑、公路、桥梁和隧道等大型工程建设中得到广泛的运用。目前,在针对淤泥质土及其固化土的研究中,一方面,由于淤泥质土性质复杂以及不同地区土体的成因不同,性质存在较大差异,加之固化材料的种类较多,需对不同区域淤泥质土及不同种类固化材料进行研究;另一方面,鲜有学者对不同影响因素下淤泥质土及固化土的材料配比和静动力特性等作系统的分析。本文针对广州南沙地区河相和海相交替沉积形成性质复杂的淤泥质土,采用以水泥为主、二灰为辅的复合固化材料对原土样进行固化处理,通过一系列常规土工试验、静三轴试验和动三轴试验研究淤泥质土及其固化土的静动力特性参数,确定了复合固化材料的较优配比范围,并分析了固化材料掺量、养护时间、初始含水率、固化围压和振动频率等因素对固化土静动力学特性的影响规律,主要研究内容和成果如下:(1)对原淤泥质土试样进行一系列常规土工试验和静、动三轴试验,得到原土样的基本物理性质、静动强度、动弹模和阻尼比等静动力特性参数变化规律,发现与淤泥质土高含水率、高孔隙比、低抗剪强度和易发生变形等特性相符。(2)对固化土进行静三轴试验研究,发现二灰的掺入能提高纯水泥固化土静强度值,且在二灰占水泥掺量的50%时,固化土强度增幅最大,为复合固化材料较优配比;同时,固化材料掺量、养护时间、固结围压的增加能提高固化土静强度,而初始含水率的增加将降低固化土强度,且各因素中固化材料掺量的影响程度最大;在固化土应力-应变曲线特征方面,当掺量为5%及以下时,固化土应力-应变曲线为硬化型,试样发生塑性破坏,而当掺量达10%及以上时,曲线变为软化型特征,试样发生脆性破坏。(3)通过动强度试验得到不同固化材料掺量、养护时间、初始含水率、固结围压和频率等因素下固化土的动强度曲线,并进行拟合分析,发现动应力幅值与破坏周次的对数呈线性递减关系;同时对比分析固化土静动强度,发现各因素对固化土动强度影响与静强度类似,但动应力幅值小于静强度值,且当固化材料掺量较高时,试样在动荷载作用下动应变发生突变而迅速破坏,破坏时无征兆。(4)对固化土进行动弹性模量与阻尼比试验,发现固化土动骨干曲线可用双曲线模型表示,并根据模型拟合得到各因素下Emax与λmax值,给出固化土Ed/Edmax-εd和λ/λmax-εd归一化曲线的表达式和相应参数值。而在各影响因素中,发现固化材料掺量的增加能大幅度提高固化土最大动弹模,最高时可达近400MPa;养护时间的增加能让固化材料反应更彻底,固结围压和振动频率增大,固化土最大动弹模有小幅度提高,而含水率的增加将明显降低动弹性模量值;同时,各因素对阻尼比的影响规律与动弹性模量相反。
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