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本文以国家自然科学基金“结构性土的电阻率特性及其应用研究”(No.50478073)为依托,研究了水泥固化土及其微结构的电阻率特性,运用同化系数f很好的解释了水泥土强度的增长规律;总结归纳了电阻率层析成像技术在工程勘察、水泥土搅拌桩质量检测、地基处理效果评价以及污染土等方面的应用;建立了水泥土渗透系数与其强度、含水量的关系,提出了用结构因子F来评价和预测渗透系数K的方法,并通过CT扫描技术定量的分析了水泥固化土孔隙特征随水泥掺入比、龄期的变化规律。主要研究成果有:
1.水泥固化土的电阻率随着其含水量、水灰比的增加而减小,而随着水泥掺入比、龄期的增加而增加;通过实测28天龄期的水泥土电阻率数据可以预测本试验段中任意龄期、任意水灰比的水泥土电阻率;水泥土电阻率可以用来很好的描述固化土微结构特征及其变化阶段,而固化系数则可以反映胶结作用对水泥固化土微结构的影响,尤其是孔隙比的变化规律,另外还可以用来很好的解释水泥土强度的增长规律;通过电阻率结构特性参数与外加荷载的关系可以大致的预测水泥土的固结屈服压力。
2.介绍了电阻率层析成像的基本原理及其优点,并总结归纳了其在不同研究领域的应用。
3.水泥固化土的渗透系数随着水泥掺入比、龄期的增加而减小,初始渗透系数变化率K<,stabi>/K<,soil>与含水量变化率有着密切的关系,并由此建立了渗透系数变化率K<,stabi>/K<,soil>与水泥土强度和含水量变化率的关系。
4.提出了利用结构因子F来评价和预测水泥固化土渗透系数K的方法,并用本次试验数据很好的验证了二者的关系。
5.CT扫描试验结果显示,水泥固化土的孔隙大小和数量都随着水泥掺入比、龄期的增加而减少;通过形态学操作和量化程序的计算,得到了水泥固化土孔隙连通性的变化规律,从微观角度定量的分析了渗透系数变化的原因。