海水拌合对盐渍土加固性能的影响研究

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以沧州黄骅港滨海地区某工程软土地基的加固为研究背景,在之前的实验研究中,使用水泥磨细矿渣复合固化剂解决了盐渍土地基加固问题,同时也发现海水的存在对该地区盐渍土加固有一定程度影响。为探究海水拌合对盐渍土加固强度的影响及机理,需深入研究自来水拌合与海水拌合对盐渍土加固性能的差异。首先通过室内实验,确定了含水率、固化剂种类和水泥与磨细矿渣掺量比三个主要影响因素。其次,选择了不同的因素水平,通过多组对比试验探究海水拌合、盐渍土含量以及水泥-磨细矿渣比例对加固土强度的影响规律。最后,采用宏观与微观相结合的实验方法对加固土性能进行了测试:观测了加固土断裂面特征以及SEM微观形貌,对加固土无侧限抗压强度、固结物含量、固结物烧失量、XRD衍射图谱进行研究分析,从而探究了拌合用水不同对加固土强度的影响机理。研究结果表明:1)固化剂含量为20%,水泥与矿渣比例为1:1时,海水拌合的加固土无侧限抗压强度高出自来水拌合的加固土约42%;水泥与矿渣比例为1:3时,自来水拌合的加固土无侧限抗压强度高出海水拌合的加固土约23%。2)无论海水拌合还是自来水拌合的加固土中,生成的固结物成分皆无明显差别,加固土内成型较好的矿物主要有石英、方解石以及一种新生成的沸石类物质(CaAl2Si2O8·4H2O)。盐渍土中的透长石、钠长石以及高岭土参与了生成沸石类物质(CaAl2Si2O8·4H2O)的反应。3)水化产物的胶结作用是影响加固土强度的主要因素,固化土各相空隙中水化产物的多少决定着加固土的强度。在水化产物的生成量相差不大时(本文中相差约为1%),固化土体的强度也并非由水化产物的量这一单一因素所决定,而是由加固土体结构的密实度和水化产物的胶结作用共同决定。4)海水环境下,水泥的水化反应进行较快,但由于海水环境中游离着大量的Cl-和SO42-等活性离子,它们与水化产物Ca(OH)2反应会使加固土碱性下降,从而导致矿渣激发不足。5)海水中的活性金属阳离子比自来水中的阳离子价位高、浓度高,通过离子交换可降低土壤胶粒的ξ电势,进一步降低了双电层的厚度,使得加固土体的结晶度更好,致密性提高。本课题探究了拌合用水(海水、自来水)不同对加固土强度的影响规律及机理,扩宽了滨海盐渍土加固方法的应用范围,降低同类工程的施工成本。对同类研究有一定指导作用。
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