水泥加固高有機質含量軟土改良方案研究

《水泥加固高有機質含量軟土改良方案研究》是依託吉林大學，由陳慧娥擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：水泥加固高有機質含量軟土改良方案研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陳慧娥
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

水泥作為固化劑加固軟土地基的方法已經被廣泛採用並取得了一定效果，但在一些工程實例中出現了加固效果不理想甚至加固失敗的問題，經分析發現軟土中的有機質在加固過程中起到一定的作用，它能阻礙水泥的水化反應，從而影響水泥土強度的形成。因此有必要深入研究有機質在水泥加固軟土中的行為，了解有機質的各種作用，以改良加固方法，指導工程實踐。本次研究中，通過蒐集資料及野外調查查明工程建設過程中所涉及的我國不同氣候區、不同自然環境條件下形成的高有機質軟土的分布情況，採取土樣，測定試樣中的有機質成分，分析不同區域有機質土的成分特徵，從有機質與水泥相互作用的機理出發，選取適當外摻劑與水泥共同作用加固高有機含量軟土，通過對試樣力學性質、物質組成、化學性質及微觀結構的測試分析，研究不同外摻劑的改良效果，以建立水泥加固不同成因、不同地域高有機質含量軟土的改良方案體系。

結題摘要

項目對影響水泥加固軟土地基效果的有機質因素進行研究，探索有機質在水泥加固軟土過程中所產生的各種作用進行研究，以明確有機質的作用機理，改良加固方法，從而能更好地指導工程實踐。本次研究中，通過蒐集資料及野外調查，查明了工程建設過程中所涉及的我國不同氣候、不同自然環境條件下形成的高有機質含量軟土的分布情況，採取廣州、福州、珠海、天津、大連、營口等地土樣，測定試樣中的有機質成分，分析不同區域有機質土的成分特徵。通過對試樣物質組成及成因特點分析其有機質的組成特點，並選定廣州、營口、珠海、福州地區軟土進行水泥加固試驗。從有機質與水泥相互作用的機理出發，選取適當外摻劑與水泥共同作用對各地軟土試樣進行加固。對固化後試樣的力學性質、物質組成、化學性質及微觀結構等進行分析，明確了不同外摻劑對各地軟土的加固改良效果，並初步確定了各類軟土的有效的加固方案。 其次，研究過程中發現軟土經水泥加固後形成結構性土體，其在外力作用下的破壞過程就是其結構逐步演化並最終破損的過程，因此在項目研究的基礎上，對水泥加固土的結構性損傷模型進行了研究。選用大連吹填土樣為研究對象，對水泥固化後的土樣施加不同等級荷載，通過壓汞試驗確定各等級荷載作用下試樣中的孔隙特徵，對各區間孔隙含量的變化情況進行分析，並建立了以孔隙率為參數的試樣損傷變數計算公式及其演化方程。研究發現，在試樣變形的不同階段，其孔隙特徵表現出不同的變化規律，其微觀結構的變化是其巨觀力學性質產生的本質，試樣破壞時損傷變數值約為0.05。另一方面，以本項目為基礎，申請並獲批了國家自然科學基金國際（地區）交流合作項目——人工填土研究的理論與方法論原理及其性質的調控，對我國天津與大連的吹填軟土地基的加固處理及快速落淤沉降方法進行了室內模擬實驗，選用鋁和鐵的酸性鹽溶液作為凝結及絮凝劑改善吹填軟土的沉降特性，研究成果對吹填土的加固處理提供了必要的依據及參考，同時也豐富了項目的研究內容。