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有机质固化土力学特性的试验研究.pdf
有机质固化土力学特性的试验研究
郭 印1,徐日庆1,刘增永2,’黄斌1
(1.浙江大学岩土工程研究所,杭州310027;2.绍兴市公路管理处,绍兴312000)
摘要:对不同有机质含量、水泥掺量、固化剂掺量以及不同龄期时的固化土进行了无侧限抗压强度试验。试
验表明:固化土的强度随有机质含量的增加而降低,而随水泥掺量、固化剂掺量和龄期的增加而提高。随着固
化土中有机质含量的增加,固化土的应力应变曲线特征由脆性向延性过渡,而随着龄期、水泥掺量和固化剂
XGL2005掺量的增加,固化土的应力应变曲线特征由延性向脆性过渡。根据固化土的单因素强度影响规律,
通过回归分析得到了一个可同时反映龄期、有机质含量、水泥掺量和固化剂掺量对固化土强度和极限变形模
量影响的经验模型。
关键词:固化土;龄期;无侧限抗压强度;有机质
1 前言
近30年来,土壤固化剂在国内外逐渐得到了越来越广泛的应用。一方面,通过机械搅拌混合法对江
河、湖泊、海湾等疏浚淤泥进行固化处理,将其固化为土工材料和建筑材料再生利用,既节约基金,又解
决废弃淤泥占用土地资源和污染环境的问题;另一方面,通过深层搅拌法对房基、路基等进行加固处理,
提高地基承载力,节约造价。
然而,由于淤泥质土中有机质含量较高,仅采用水泥固化往往会引起淤泥固化后的强度低,在水泥
搅拌桩施工中出现成桩难的问题,处理成本大大增加。
本文采用新型固化剂XGL2005和水泥对室内配制的有机质土进行固化,分析了其固化效果以及
各个因素对固化土强度和变形特性的影响规律。
2试验方法
试验用土样取自杭州某工地,表1为其主要物理力学指标。将取来的土样放入烘箱,控制温度在
备用。
表1土的物理力学指标
土样名称 含水量硼(%) 重度(kN/m3)比重以 孑L隙比e 塑限w,(%)液限W。(%)
粘土 48.3 17.1 2.74 1.381 22.5 40.4
为了分析固化土强度和变形特性,将备用干土、水、有机质、水泥和固化剂XGL2005按一定配比放
70.7mmX
入容器中,充分搅拌至均匀,制作成70.7mmX 70.7mm的立方体试样,置于养护室内养护,
控制温度在20--+_2‘C,养护至一定的龄期后取出,进行无侧限抗压强度试验。 .
·162· 地基处理理论与实践(2006)
3复合固化剂XGL2005的固化机理
复合固化剂XGL2005对有机质含量高的淤泥质粘土的固化作用主要体现在以下几个方面:复合
固化剂中含有具有早强作用的三乙醇胺,改善和促进了水泥水化及凝结硬化;其中的高价离子Fe3+、
A13+,可通过离子交换,取代粘土离子走周围的低价离子,从而实现减小水化离子半径、减薄双电层的目
的,促进土壤自身的凝聚;其中的催化裂化剂使粘土中的有机质发生裂解和分解,形成小分子或单体,使
之凝聚和增强;增加Ca(OH)。含量中和了土壤中的酸,提高土壤pH值,有利于水泥土的凝结硬化;表
面活性剂调节了水泥离子和粘土颗粒的活性,使之更易反应。
4有机质固化土的强度特性分析
无侧限抗压强度是材料最基本的工程力学性质之一。本次试验以含水量为45%、有机质含量为
考察了XGL2005固化剂掺量、水泥掺量、有机质含量、龄期四个因素对固化土强度的影响。在每小组试
验中,只改变基准试样中的一个影响因素值。
日
山
矗 芒
山 若
芒
越
蒂
强
越
趟
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