基于細(xì)觀結(jié)構(gòu)的SPP類液態(tài)穩(wěn)定劑加固土機(jī)理及試驗(yàn)研究.pdf

1、土的結(jié)構(gòu)是決定土的工程性質(zhì),特別是變形及強(qiáng)度的基本內(nèi)在因素,可以通過利用土的結(jié)構(gòu)尤其是細(xì)觀結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行重構(gòu)改變其力學(xué)性質(zhì),以達(dá)到加固的目的.近年來,在公路、水利等進(jìn)行填土工程時(shí)運(yùn)用較多的穩(wěn)定固化劑處理土質(zhì)進(jìn)行加固的方法,通過化學(xué)處理的手段,或與土中水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生膠結(jié)物質(zhì),或通過改變土粘粒雙電層,增強(qiáng)土顆粒間的粘結(jié)力(實(shí)際上是表面力),同時(shí)通過物理的方法(壓實(shí),擠密),對(duì)土的細(xì)觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu),增強(qiáng)土顆粒間的連結(jié),在宏觀上表現(xiàn)為土強(qiáng)

2、度和變形性質(zhì)的改善,從而使原來不符合使用條件或不良的土質(zhì)能滿足要求應(yīng)用于工程上.土體的細(xì)觀結(jié)構(gòu)是指土顆粒或顆粒聚合體之間的相對(duì)位置、排列特征、接觸狀態(tài)、粒間連結(jié)、膠結(jié)物及膠結(jié)狀態(tài)、粒間孔隙大小與形狀.細(xì)觀結(jié)構(gòu)研究的對(duì)象是顆?；蝾w粒聚合體間所發(fā)生的作用、結(jié)果及內(nèi)在的原因.本文通過探索性的研究SPP(SulphonatedPetroleum Products,石油磺化制品)類液體穩(wěn)定劑對(duì)土質(zhì)的加固機(jī)理,探討從通過充分利用土的原有成分而在土細(xì)

3、觀結(jié)構(gòu)平臺(tái)上對(duì)土質(zhì)進(jìn)行加固的途徑.進(jìn)行了陽離子交換量測試、X-射線衍射試驗(yàn)及掃描電鏡試驗(yàn)以觀察研究SPP類液體穩(wěn)定劑的對(duì)土的表面化學(xué)、電化學(xué)性質(zhì)及土在(微)細(xì)觀結(jié)構(gòu)的改造作用及效果.以上試驗(yàn)結(jié)果顯示穩(wěn)定劑通過高效的離子交換,減薄粘土顆粒雙電層厚度,增強(qiáng)了粒間連結(jié),作用后土顆?；蝾w粒聚合體相對(duì)位置靠近,排列更緊湊,且由于微觀結(jié)構(gòu)層次-晶格變異在穩(wěn)定劑作用所起的貢獻(xiàn)率僅為30％左右,證明細(xì)觀結(jié)構(gòu)是液體穩(wěn)定劑加固土作用發(fā)生、發(fā)展的"平臺(tái)"及主

4、要場所.為考察液體穩(wěn)定劑對(duì)土細(xì)觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造的宏觀效果,選取了一種SPP類穩(wěn)定劑及四種廣西較為常見的土類(粘土、膨脹土、高液限粘土和粉質(zhì)粘土),考慮穩(wěn)定劑摻入量和時(shí)間因素,進(jìn)行了大量的室內(nèi)試驗(yàn),對(duì)穩(wěn)定土的各項(xiàng)工程性質(zhì)進(jìn)行測試和分析比較,發(fā)現(xiàn)經(jīng)穩(wěn)定劑處理后土的工程性能均有不同程度的改善,在一定的含水量和干密度、及養(yǎng)護(hù)條件下,改善的程度與土性和穩(wěn)定劑用量有關(guān),與時(shí)間的關(guān)系尚不太明確,對(duì)兩類特殊土(膨脹土和高液限粘土)的脹縮性質(zhì)也有一定的改良