侵蚀环境下水泥土的力学机理研究

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近年来,随着我国工业布局和城市发展规模的扩大,尤其是东部沿海地区,面对越来越大的都市圈以及越来越紧张的建设用地,大量的新建工程不得不建立在工程性质较差的软土地基上。而水泥土作为一种处理软基的常用材料,具有施工简便、造价低廉等优点,在软基处理领域深受欢迎,但由此也带来了海水侵蚀环境下水泥土工程性质变化等问题。前人也发现了这一问题,但是他们的研究大都建立在理想的实验室环境下,研究结果往往与实际工程问题略有出入。因此,本论文围绕侵蚀环境下水泥土的力学性质变化并结合实际工程条件展开了一系列试验研究。论文的主要工作和研究成果如下:(1)研究了不同浓度Mocledon人工模拟海水环境下水泥土试样无侧限抗压强度的变化规律,试验结果表明:随着养护龄期的增长,不同浓度海水溶液中的水泥土试样强度也在不断增加;在40%浓度海水溶液下的水泥土试样强度最高,过低或是过高浓度的海水溶液都不利于水泥土强度的稳固提升。(2)研究了不同围压环境下,水泥土试样在三轴压缩试验过程中的应力应变的演化规律,试验结果表明:随着养护龄期的增长,不同围压环境下的水泥土试样强度也在不断增加;养护初期(7d),随着所受围压值的增大,试样的大主应力峰值呈现先增大后减小的趋势,0.04MPa围压下水泥土试样的主应力峰值最大;在养护的中后期(14d、28d),随着所受围压值的增大,试样的大主应力峰值呈现先增大后减小再增大的趋势,0.08MPa围压下的主应力峰值最大。(3)通过X射线衍射试验(XRD)对40%浓度海水溶液中的水泥土试样和0.04MPa围压下的水泥土试样进行矿物成分分析,试验结果表明:无论是在40%浓度海水溶液环境下还是0.04MPa围压环境下,水泥土试样随着养护龄期的增长,其主要的矿物衍射峰并未发生较大变化,仍是以Si O2为主,而水化硅酸钙、水化硫铝酸钙的含量随着水解水化反应的持续进行逐渐增多。(4)对不同浓度海水溶液养护样和不同围压养护样进行扫描电子显微镜(SEM)试验,试验结果表明:40%浓度海水溶液中的水泥土试样整体结构性最好;养护初期(7d),0.04MPa围压下的水泥土结构完整性最佳,而养护中后期(14d、28d),0.08MPa围压下的水泥土试样的结构整体性最好。
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