【摘 要】
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我国西北部地区中青海地区的盐渍土分布最为广泛,以氯盐渍土和硫酸盐渍土为主。鉴于盐渍土存在易盐胀性、腐蚀性和溶陷性这几大重要特性,人们在盐渍土路基上修建高速公路、建筑物时会存在较大的安全隐患,所以采取正确的防治措施解决盐渍土的工程问题一直以来都是值得重点思考的难题。目前,青海省地区盐渍土的研究重点以盐渍土的成因和分布规律、力学特性、强度特性、盐渍土地区地基溶陷沉降计算为主,但对于无机固化剂如水玻璃、
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我国西北部地区中青海地区的盐渍土分布最为广泛,以氯盐渍土和硫酸盐渍土为主。鉴于盐渍土存在易盐胀性、腐蚀性和溶陷性这几大重要特性,人们在盐渍土路基上修建高速公路、建筑物时会存在较大的安全隐患,所以采取正确的防治措施解决盐渍土的工程问题一直以来都是值得重点思考的难题。目前,青海省地区盐渍土的研究重点以盐渍土的成因和分布规律、力学特性、强度特性、盐渍土地区地基溶陷沉降计算为主,但对于无机固化剂如水玻璃、SH固土剂、再生微粉等固化盐渍土的研究较少,尤其是对于再生微粉固化盐渍土后的强度特性、溶陷性和微观特性的研究,并未得到具体的研究成果。本文主要研究再生微粉替代传统无机固化剂—粉煤灰、水泥固化盐渍土后的强度特性、溶陷性、耐盐性和微观机理,研究成果不仅可以为青海地区盐渍土的研究提供借鉴意义,而且可以达成“节约资源、固废利用、防治环境污染”的目标。本文以察尔汗盐湖万丈盐桥附近的氯盐渍土为研究对象,将粉煤灰、水泥、再生微粉以一定配比掺入盐渍土中,通过无侧限抗压强度试验、溶陷性试验、耐盐性试验、微观试验(包括SEM和XRD试验)探究再生微粉替代部分水泥、粉煤灰固化盐渍土的强度特性、溶陷性、耐盐性、微观结构特征、固化机制,从而分析再生微粉替代粉煤灰、水泥固化察尔汗盐渍土的可行性以及最优替代量。通过上述试验得到以下主要结论:(1)再生微粉具有良好的盐渍土改性效果,将其替代部分粉煤灰或水泥掺入盐渍土后,养护龄期在7d、14d的固化土的抗压强度较天然盐渍土有了大幅度提升;针对察尔汗超氯盐渍土在特定的含盐量下再生微粉替代粉煤灰固化盐渍土的最优替代量为80%。(2)再生微粉和粉煤灰的掺入对盐渍土的溶陷系数有着较为显著的影响,单掺或复掺再生微粉、粉煤灰均可以减小盐渍土的溶陷系数;随着竖向压力的增大,素土及固化土溶陷系数的变化趋势均展现为先上升后降低的特点;素土及固化土的峰值溶陷压力均位于250k Pa~350k Pa区间范围内,两者沉降量均随着竖向荷载的增大而增大,p~s曲线呈递增趋势,增量逐渐减小;固化土在浸水与未浸水阶段的沉降量均小于相同条件的天然盐渍土的沉降量,这说明再生微粉作为固化剂可以有效改善盐渍土的溶陷特性。(3)通过XRD试验结果可知,再生微粉参与并促进了粉煤灰的硅酸化反应,提高了水化硅酸钙和水化铝酸钙的生成速率;对比7天和14天再生微粉+粉煤灰固化土的强度变化趋势可知,随着时间的逐步增加,再生微粉和粉煤灰的水化反应会越来越充分,从而固化土的强度会越来越高。(4)再生微粉、盐渍土、粉煤灰中的二氧化硅与氢氧化钙反应生成Ca O·Al2O3·10H2O,再生微粉和粉煤灰中的三氧化二铝成分与氢氧化钙反应生成Ca5Si6O16(OH)·4H2O,两者的胶凝作用能将土颗粒胶结在一起。胶凝物随着时间的增长变得更坚硬,并相互构成土体中的网状结构,从而提高土体强度。部分未参与水化反应的再生微粉、粉煤灰会填充在固化土的各个孔隙中,使得土体内部的孔隙体积变小,增强了土体结构的稳定性;再生微粉的硅酸化反应和水泥水化反应生成的C-S-H凝胶、C-A-H凝胶与再生微粉共同填充于土间孔隙中,提高了土体的密实度,随着龄期的增加,凝胶由流动状态逐渐更替为凝结硬化状态,再生微粉+水泥固化土的强度随之增加。
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