黃土注漿固化過程中電阻率特性研究.pdf

1、注漿法常被用來加固既有建筑物地基，具有施工簡(jiǎn)單，加固效果好等優(yōu)點(diǎn)，但在加固過程中會(huì)產(chǎn)生一定的附加沉降，從而影響了工程質(zhì)量。因此研究注漿固化過程中土體結(jié)構(gòu)變化就十分有必要。通過研究材料的電化學(xué)性能來分析材料的微觀結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)，把土看作多孔的電化學(xué)體系，土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化可以由電參數(shù)的變化反映出來。
　　本文通過對(duì)黃土注漿固化，結(jié)合電阻率法和直剪試驗(yàn)，測(cè)試了注入三種不同漿液（水玻璃溶液、水玻璃-氯化鈉混合溶液和水玻璃-氯化鈣

2、混合溶液）的土體在固化過程中的附加變形和電阻率參數(shù)，以及注漿前后的破壞剪應(yīng)力，揭示了注入三種不同漿液的土體電阻率參數(shù)-固化時(shí)間、電阻率-電流頻率和附加變形-固化時(shí)間之間的關(guān)系，結(jié)合土體電阻率參數(shù)變化分析了注漿固化過程土體結(jié)構(gòu)變化，并通過破壞剪應(yīng)力的變化對(duì)比了不同漿液固化黃土的效果。研究結(jié)果表明:
　　(1)黃土注漿（水玻璃溶液、水玻璃-氯化鈉混合溶液和水玻璃-氯化鈣混合溶液）固化過程中，無論是豎向電阻率還是橫向電阻率，隨著固化時(shí)間

3、的增加均先減小并最終保持穩(wěn)定;初步分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是注漿后土體的含水量和飽和度增大，并且導(dǎo)電陽離子增加。根據(jù)豎向和橫向電阻率減小的幅度可將電阻率隨時(shí)間變化的過程分為三個(gè)階段:陡降段(0～約100min)、緩降段(約100～200min)和平穩(wěn)段（約200min后）。
　　(2)本試驗(yàn)采用交流法測(cè)電阻率，注入三種不同漿液的黃土電阻率（豎向和橫向）與電流頻率均呈現(xiàn)以下關(guān)系:當(dāng)電流頻率低于50kHz時(shí)，電阻率隨著電流頻率的升高急速

4、降低;當(dāng)電流頻率高于50kHz時(shí)，隨著電流頻率的升高，電阻率保持穩(wěn)定。因此，當(dāng)電流頻率低于50kHz時(shí)，因此，當(dāng)電流頻率低于50kHz，較小的頻率波動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響電阻率測(cè)試結(jié)果，建議測(cè)試時(shí)采用的電流頻率范圍:50kHz～1MHz。
　　(3)黃土注漿（水玻璃溶液、水玻璃-氯化鈉混合溶液和水玻璃-氯化鈣混合溶液）固化過程中，平均結(jié)構(gòu)因子隨固化時(shí)間的增加先減小并最終保持穩(wěn)定，平均形狀因子的變化趨勢(shì)與平均形狀因子一致，各向異性系數(shù)隨固化時(shí)

5、間的增加先增大后穩(wěn)定。結(jié)合固化過程中黃土內(nèi)部發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng)，對(duì)比橫豎向電阻率隨時(shí)間變化趨勢(shì)，可將三者隨時(shí)間的變化曲線劃分為三個(gè)階段:濕陷階段、置換階段與固結(jié)階段。
　　(4)對(duì)注漿前后黃土的破壞剪應(yīng)力值進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn):注漿后黃土的破壞剪應(yīng)力值較未注漿黃土有增加，說明漿液確能改變土體工程特性。改變水玻璃溶液濃度、混合溶液中氯化鈉含量和氯化鈣含量會(huì)對(duì)注漿后土體強(qiáng)度產(chǎn)生影響，本試驗(yàn)得出各漿液最佳配比如下:水玻璃溶液最佳濃度為25％，氯