許冰沁 史旦達(dá) 劉文白

摘要：固化方法是目前把轉(zhuǎn)化為可用土資源常用的方法土壤固化劑是一種顯著的改變土壤物理力學(xué)性能，使之成為相對(duì)強(qiáng)度高、收縮量小、壓實(shí)度高、不會(huì)出現(xiàn)“再次泥化現(xiàn)象”的新型工程材料。本文對(duì)上海某吹填場(chǎng)地砂土中添加固化劑后形成的固化土在室內(nèi)開展了一系列工程特性試驗(yàn)研究，并得到了固化土的壓縮模量、抗剪強(qiáng)度與摻量、養(yǎng)護(hù)齡期之間的關(guān)系。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，就不同固化劑、摻量和養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)加固土壓縮模量和抗剪強(qiáng)度的影響進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：固化劑摻量齡期壓縮模量抗剪強(qiáng)度

中圖分類號(hào)：U41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）01（c）-0000-00

Abstract：Pavement cement as component materials of concrete pavement，its property relates to service life and service level of cement concrete pavement.Through a series of the indoor experiments，the basic mechanical behavior of the solidified sandy soil was studied.The test results show that the modulus of compressionincreases logarithmically withmixing ratio andandshear strengthlinearlyincreases withcuring age.The variation of modulus of compression and shear strength of Hengshasandy soilstabilized by solidified agent WG-K1 and self-definedwith different mixing ratio and curing age are studied through the laboratory experiment in this paper .

Key words：solidified agent；mixing ratio； curing age；modulus of compression；shear strength

1 前言

軟土加固的目的是改善土的變形和強(qiáng)度。正在研究與工程上實(shí)際使用的加固方法一般可歸納為物理方法， 化學(xué)方法、物理—化學(xué)方法[1]。就發(fā)展趨勢(shì)來說，物理-化學(xué)方法最有前途，可從本質(zhì)上改變土的工程性質(zhì)。而固化劑作為一種新型材料，在國(guó)內(nèi)也逐漸被廣大工程人員接受和認(rèn)可。固化技術(shù)已在國(guó)外開展了一些研究和使用[2，3]，目前在國(guó)內(nèi)的研究正處于起步階段。因國(guó)內(nèi)許多建設(shè)項(xiàng)目分布在軟土和不良地區(qū)， 對(duì)于固化劑加固軟土的工程性能的分析則有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義[4]。

本文取用上海某吹填場(chǎng)地砂土， 采用固化劑WG-K1 和自配固化劑， 對(duì)其加固土的壓縮模量和抗剪強(qiáng)度的變化規(guī)律及不同摻量比和齡期時(shí)的關(guān)系的變化進(jìn)行了分析。

2 試驗(yàn)條件

2.1 試驗(yàn)用料

試驗(yàn)用料包括固化劑WG-K1、自配固化劑、普通硅酸鹽水泥、自來水和土樣。

2.2 試樣制作及養(yǎng)護(hù)

試驗(yàn)土含水率取40%，固化劑WG-K1摻量為0.8%，1.2%，1.5%，自配固化劑摻量為8%，10 %， 12 %，齡期分別為7， 15， 30d。試驗(yàn)中，土和固化劑需在土工攪拌機(jī)中攪拌2-3分鐘直至拌合均勻。攪拌后的拌合土需填入環(huán)刀內(nèi)塑形，環(huán)刀內(nèi)壁上預(yù)先涂上一層凡士林以便于脫模。試驗(yàn)采用養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)，置入20 ℃、濕度96%的養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)直到達(dá)到養(yǎng)護(hù)齡期。

2.3主要儀器設(shè)備

直剪儀， 拉桿式固結(jié)儀。

因固結(jié)試驗(yàn)快速法可得到與常規(guī)試驗(yàn)近似的結(jié)果[5] 。所以試驗(yàn)中采用快速法。直剪試驗(yàn)按土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[6]進(jìn)行。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1固結(jié)試驗(yàn)

WG-K1固化土和自配固化土不同摻量的壓縮模量見圖1和圖3。兩種固化劑的壓縮模量Es與固化劑摻量的關(guān)系以對(duì)數(shù)曲線進(jìn)行擬合的效果最好，三種齡期下趨勢(shì)線的R平方值均超過0.99。這表明壓縮模量與固化劑摻量的關(guān)系可視為對(duì)數(shù)型增加，對(duì)數(shù)擬合符合Es后期增速變緩的趨勢(shì)。

圖1WG-K1壓縮模量與固化劑摻量關(guān)系

圖2 WG-K1壓縮模量與養(yǎng)護(hù)齡期關(guān)系

圖3自配壓縮模量與固化劑摻量關(guān)系

圖4自配壓縮模量與養(yǎng)護(hù)齡期關(guān)系

WG-K1固化土和自配固化土不同齡期的壓縮模量見圖2和圖4。自配固化劑的三個(gè)固化劑摻量下的壓縮模量均隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加而變大，只是增加率有所不同，且研究圖容易發(fā)現(xiàn)壓縮模量增加率存在隨著固化劑摻量上升而逐漸減小的規(guī)律。這表明養(yǎng)護(hù)齡期的增長(zhǎng)減小了壓縮曲線的斜率，但是隨著固化劑摻量的增加，壓縮曲線斜率減小的程度有所減弱，說明固化劑摻量越高，三種養(yǎng)護(hù)齡期養(yǎng)護(hù)的固化疏浚泥的抗壓縮變形能力將會(huì)越為接近。

WG-K1固化劑的三個(gè)固化劑摻量下的壓縮模量均隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加而變大，壓縮模量增加率存在隨著固化劑摻量上升和養(yǎng)護(hù)齡期增加而逐漸減小的規(guī)律。這表明養(yǎng)護(hù)齡期的增長(zhǎng)減小了壓縮曲線的斜率而且養(yǎng)護(hù)齡期越長(zhǎng)斜率越小，隨著固化劑摻量的增加，壓縮曲線斜率減小的程度有所減弱，固化劑摻量越高，三種養(yǎng)護(hù)齡期養(yǎng)護(hù)的固化疏浚泥的抗壓縮變形能力可能會(huì)接近。

3.2直剪試驗(yàn)

WG-K1固化土和自配固化土不同摻量的黏聚力見圖5和圖7。同一齡期情況下，隨著兩種固化劑含量上升，15天及30天齡期固化疏浚泥的黏聚力c增加都較明顯，7天齡期固化疏浚泥的黏聚力c增加較不明顯。相對(duì)來說，WG-K1固化劑的增速更快。不同齡期的黏聚力c并不隨固化劑含量的增加而均勻變化。自配固化劑含量為10%時(shí)，效果較好；WG-K1固化劑含量為1.2%時(shí)，效果較好。WK-G1固化劑能力比自配固化劑高。

圖5WG-K1黏聚力與固化劑摻量關(guān)系

圖6 WG-K1內(nèi)摩擦角與固化劑摻量關(guān)系

圖7自配黏聚力與固化劑摻量關(guān)系

圖8 自配內(nèi)摩擦角與固化劑摻量關(guān)系

WG-K1固化土和自配固化土不同摻量的黏聚力見圖6和圖8。同一齡期情況下，內(nèi)摩擦角隨兩種固化劑含量的增加都未有明顯上升趨勢(shì)，且上揚(yáng)幅度較小。固化劑含量的增加雖都未能顯著增加內(nèi)摩擦角，但三種齡期條件下的上升幅度不同，在7天至15天時(shí)增速較快。因此，兩種固化劑對(duì)于固化疏浚泥內(nèi)摩擦角的影響都不顯著，且自配固化劑的內(nèi)摩擦角相對(duì)較大。

4 結(jié)論

（1） 兩種固化劑的壓縮模量與固化劑摻量的關(guān)系以對(duì)數(shù)曲線進(jìn)行擬合的效果最好。

（2） 固化劑摻量越高，固化疏浚泥的抗壓縮變形能力將會(huì)越為接近。

（3）自配固化劑比WG-K1固化劑壓縮性低。

（4） 綜合c與兩者的比較，WG-K1固化劑的抗剪性能更好。

（5） 自配固化劑含量為10%時(shí)，WG-K1固化劑含量為1.2%時(shí)，抗剪效果較好。

參考文獻(xiàn)：

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[6]GB/T50123-1999，土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].