海相沉积高含盐水泥土力学特性研究.pdf
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1、江西建材试验与研究472023年6 月海相沉积高含盐水泥土力学特性研究薛道锐广州地铁设计研究院股份有限公司,广东 广州 510000摘 要:为研究可溶盐离子类别与含量对海相沉积高含盐软土强度的影响,文中设计16 组试验配比方案,对不同盐离子含量、类型以及龄期条件下海相沉积高含盐软土进行无侧限抗压强度试验,研究各因素对水泥土强度的影响特性。研究结果显示,可溶盐离子对海相沉积水泥土试块的强度有负作用,且作用效果与盐离子含量和龄期均呈正相关。关键词:可溶盐离子;海相沉积软土;无侧限抗压强度试验中图分类号:TU411.6文献标识码:B文章编号:1006-2890(2023)06-0047-03Rese
2、arch on Mechanical Properties of Marine Sedimentary Soft SoilXue DaoruiGuangzhou Metro Design&Research Institute Co.Ltd.,Guangzhou,Guangdong 510000Abstract:In order to study the effect of the content and type of soluble salt ions on the strength of salt-rich cement-soil with Marine sediments,a total
3、 of 16 experimental schemes were designed.A series of unconfined compression tests of salt-rich cement-soil with Marine sediments under different salt ion content,type and curing time conditions were examined to analyze the influence of salt ion content,type and curing time on the strength of cement
4、-soil and its changing rule.The research results indicate that soluble salt ions have negative influence on the strength of salt-rich cement-soil with Marine sediments.Key words:Soluble salt ions;Marine sedimentary soft soil;Unconfined compressive tests作者简介:薛道锐(1993-),男,安徽六安人,工程师,硕士,主要研究方向为道路设计与软基处理
5、。0 引言海相沉积高含盐软土是一种可溶盐含量大于0.5%的土,其具有溶陷、盐胀、腐蚀等不良工程特性1-2。在实际工程应用中,往往采用深层搅拌技术,即将高含盐土与水泥拌和均匀来提升地基承载力、降低软土地基沉降变形3-4。然而,随着高含盐软土中的可溶盐类别以及含量的差异,拌和物表现出各类不良工程特性5-6,严重影响软土路基的加固效果,大大提升了施工成本和延长了工期。在路基的后期运营维护中,易导致诸如路基沉降、路面翻浆和路基水毁等病害,严重地缩短道路寿命,增加道路维护成本,尤其降低运营效率和交通安全性7-8。为减少软土路基发生此类病害,降低软土路基维护运营成本,研究海相沉积高含盐水泥土中可溶盐的类别
6、和含量对其力学特性的影响以及固化机理十分必要。为探寻 Mg2+、Cl-和 SO42-三种易溶盐离子含量对海相沉积高含盐软土强度的影响,本文对不同离子类型和含量的对高含盐水泥土试块进行强度测试,分析可溶盐离子对水泥土试块强度的影响。1 试验材料1.1 海相沉积软土样本次试验选取珠三角地区某处的海相沉积软土,试验软土取自地下35 m。通过室内试验获取该处海相沉积软土的物理力学性质,该处海相沉积软土的物理力学性质指标分别见表1和表2。表1 某标段处海相沉积软土的物理性质指标含水量 w/%密度/(g cm-3)孔隙比 e液限 WL/%塑限 WP/%液性指数 IL塑性指数 IP平均值64.71.721.
7、8544.724.21.8720.5范围值49.281.41.561.791.432.1942.747.122.826.21.312.6519.721.6表2 某标段处海相沉积软土的力学性质指标压缩系数/MPa-1压缩模量Es/MPa抗剪强度渗透系数c/kPa/kh/(10-9m s-1)kv/(10-9m s-1)平均值2.081.527.88.92.623.48范围值1.032.741.162.356.111.37.49.91.435.361.408.42江西建材试验与研究482023年6 月同时,该处土样的化学分析结果如表3 所示,其易溶盐离子 Mg2+、Cl-和 SO42-含量明显偏高
8、。由 GB 500212001 岩土工程勘察规范(2009 版)可知,海相沉积软土属于亚氯盐渍土、强盐渍土和有机质土。因此,以 Mg2+、Cl-和 SO42-含量作为控制变量来评价盐离子对海相沉积软土强度的影响。表3 某标段处海相沉积软土化学分析结果测试项目Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-pH值游离CO2侵蚀性CO2海相沉积土样65659902960314012407.4345.700.001.2 硅酸盐水泥为降低水泥中盐离子的影响以减小试验误差,选用普通硅酸盐水泥 P O 32.5。2 试验方案为探寻 Mg2+、Cl-和 SO42-含量对高含盐水泥土强度的影响,共设计16 组试验,
9、试验方案见表4。另外,为使各组分充分反应,且保证其他影响因素一致,参考相关研究成果,本次试验水泥掺入比为21%,水灰比为0.5。表4 可溶性盐离子含量配比方案g/kg序号Mg2+Cl-SO42-120024003600480051000601070208030904010050110011200213003140041500516000试 验 选 用 手 工 压 注 法 进 行 制 样,将 水 泥 土 注 入70.7 mm70.7 mm70.7 mm的模具中,充分振动排出试样内部空气,并进行脱模。同时,将制备好的试样置于养护室内养护至相应时间。为探究龄期与其抗压强度的关系,本次设置龄期为7 d
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