11劉科水泥生石灰固化吹填土無(wú)側(cè)限抗度試驗(yàn)研究

1、geohohai水泥水泥- -生石灰固化吹填土無(wú)側(cè)限抗壓生石灰固化吹填土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究強(qiáng)度試驗(yàn)研究 河海大學(xué)巖土工程科學(xué)研究所河海大學(xué)巖土工程科學(xué)研究所 碩士研究生碩士研究生 劉劉 科科20122012年年4 4月月1414日日主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、引一、引 言言二、試驗(yàn)材料與方法二、試驗(yàn)材料與方法三、試驗(yàn)結(jié)果分析三、試驗(yàn)結(jié)果分析四、結(jié)四、結(jié) 論論2/20geohohai一、引言一、引言吹填造陸技術(shù)吹填造陸技術(shù)河北曹妃甸工業(yè)園河北曹妃甸工業(yè)園香港國(guó)際機(jī)場(chǎng)香港國(guó)際機(jī)場(chǎng)3/20一、引言一、引言吹填土特點(diǎn)（吹填土特點(diǎn)（三高兩低三高兩低）溫州民營(yíng)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)基地溫州民營(yíng)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)基地 新吹填淤泥質(zhì)場(chǎng)地

2、新吹填淤泥質(zhì)場(chǎng)地 含水率高含水率高 壓縮性高壓縮性高 靈敏度高靈敏度高 抗剪強(qiáng)度低抗剪強(qiáng)度低 滲透系數(shù)低滲透系數(shù)低4/20geohohai一、引言一、引言固化土研究意義固化土研究意義吹填淤泥通過(guò)添加固化劑進(jìn)行固化處理可轉(zhuǎn)化為土工材吹填淤泥通過(guò)添加固化劑進(jìn)行固化處理可轉(zhuǎn)化為土工材料，不僅可解決淤泥廢棄對(duì)環(huán)境的危害，又可將淤泥固料，不僅可解決淤泥廢棄對(duì)環(huán)境的危害，又可將淤泥固化處理產(chǎn)生的固化土，用于道路、堤防、填海工程的填化處理產(chǎn)生的固化土，用于道路、堤防、填海工程的填土材料，還可產(chǎn)生新的土工再生資源土材料，還可產(chǎn)生新的土工再生資源 。 5/20二、試驗(yàn)材料與方法二、試驗(yàn)材料與方法試驗(yàn)材料試驗(yàn)材料

3、 吹填淤泥：取自溫州民營(yíng)科技產(chǎn)業(yè)基地吹填淤泥：取自溫州民營(yíng)科技產(chǎn)業(yè)基地 基本物理特性基本物理特性 固化材料：水泥固化材料：水泥 （普通硅酸鹽、（普通硅酸鹽、p.o325) 生石灰生石灰 (級(jí)鈣質(zhì)級(jí)鈣質(zhì) ）6/20二、試驗(yàn)材料與方法二、試驗(yàn)材料與方法試驗(yàn)材料試驗(yàn)材料 吹填淤泥基本物理特性：吹填淤泥基本物理特性： 7/20二、試驗(yàn)材料與方法二、試驗(yàn)材料與方法試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)：無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)： 試驗(yàn)制樣：試驗(yàn)制樣：8/20二、試驗(yàn)材料與方法二、試驗(yàn)材料與方法試驗(yàn)制樣試驗(yàn)制樣制樣方法：制樣方法： 在淤泥中按照設(shè)計(jì)比例加入固化劑和水后用機(jī)械攪拌機(jī)強(qiáng)在淤泥中按照設(shè)計(jì)比例加入固化劑和

4、水后用機(jī)械攪拌機(jī)強(qiáng)制攪拌均勻后，土樣分四層裝入內(nèi)徑制攪拌均勻后，土樣分四層裝入內(nèi)徑3.91cm3.91cm、高、高8.0cm8.0cm的的鋼制模具內(nèi)，每層經(jīng)小擊實(shí)錘擊實(shí)到特定高度后，用土工刀鋼制模具內(nèi)，每層經(jīng)小擊實(shí)錘擊實(shí)到特定高度后，用土工刀刮毛后再裝入下一層，直到裝滿。土樣裝入模具后用聚乙烯刮毛后再裝入下一層，直到裝滿。土樣裝入模具后用聚乙烯塑料袋密封并置于塑料袋密封并置于202022、濕度、濕度90%90%的養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)的養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)24h24h后進(jìn)行脫模，脫模后的試樣用塑料袋密封后繼續(xù)養(yǎng)護(hù)到后進(jìn)行脫模，脫模后的試樣用塑料袋密封后繼續(xù)養(yǎng)護(hù)到指定天數(shù)，在無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度儀進(jìn)行試驗(yàn)，每個(gè)配比測(cè)定

5、指定天數(shù)，在無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度儀進(jìn)行試驗(yàn)，每個(gè)配比測(cè)定3 3個(gè)平行樣，取其平均值。個(gè)平行樣，取其平均值。 9/20三、試驗(yàn)結(jié)果分析三、試驗(yàn)結(jié)果分析單一水泥單一水泥強(qiáng)度與配比的關(guān)系：（配比為強(qiáng)度與配比的關(guān)系：（配比為2%、3%、4%、5%） )(0aakqcu 12345050100150200250y=42.2*(x-1.17) r 2=0.99y=47.4*(x-1.03) r 2=0.95 7d 水泥 14d 水泥 28d 水泥無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度/ kpa摻入比 / %y=63*(x-1.07) r 2=0.9810/20水泥固化系數(shù)水泥固化系數(shù)三、試驗(yàn)結(jié)果分析三、試驗(yàn)結(jié)果分析單一水泥單一水泥強(qiáng)度

6、與齡期的關(guān)系：（齡期為強(qiáng)度與齡期的關(guān)系：（齡期為7d、14d、28d）)(0aakqcu 5101520253004080120160200240y=3.806*log( x)+130.5 r2=0.97y=3.673*log( x)+98 r2=0.97y=1.826*log( x)+67.5 r2=0.98無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度/ kpa齡期/天 2%水泥 3%水泥 4%水泥 5%水泥y=1.061*log( x)+26 r2=0.99對(duì)數(shù)預(yù)測(cè)關(guān)系對(duì)數(shù)預(yù)測(cè)關(guān)系11/20三三、試驗(yàn)結(jié)果分析、試驗(yàn)結(jié)果分析單一生石灰單一生石灰強(qiáng)度與配比的關(guān)系：（配比為強(qiáng)度與配比的關(guān)系：（配比為2%、3%、4%、5%）)

7、(0aakqcu 123454080120160200240y=35.2*x+56.8 r 2=0.97y=25.6*x+41.9 r 2=0.97摻入比 / %無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度/ kpa 7d-生石灰 14d-生石灰 28d-生石灰y=19.6*x+21.9 r 2=0.96線性預(yù)測(cè)關(guān)系線性預(yù)測(cè)關(guān)系12/20二、試驗(yàn)結(jié)果分析二、試驗(yàn)結(jié)果分析單一生石灰單一生石灰強(qiáng)度與齡期的關(guān)系：（齡期為強(qiáng)度與齡期的關(guān)系：（齡期為7d、14d、28d）)(0aakqcu線性預(yù)測(cè)關(guān)系線性預(yù)測(cè)關(guān)系 5101520253004080120160200240y=4.79*x+69.5 r2=0.97y=4.9*x+93

8、r2=0.98y=4.3*x+53.5 r2=0.91無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度/ kpa齡期/天 2%生石灰 3%生石灰 4%生石灰 5%生石灰y=2.61*x+49 r2=0.9813/20三、試驗(yàn)結(jié)果分析三、試驗(yàn)結(jié)果分析雙摻雙摻強(qiáng)度與配比的關(guān)系：（配比為強(qiáng)度與配比的關(guān)系：（配比為1%、2%、3.5%、5%）)(0aakqcu線性預(yù)測(cè)關(guān)系線性預(yù)測(cè)關(guān)系 01234501002003004005006007008009001000y=187*x-7.22 r2=0.96y=74.5*x+79 r2=0.92無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度 / kpa摻入比 / % 7d 等比 雙摻 14d 等比 雙摻 28d 等比 雙摻y(tǒng)

9、=51.7*x+44.4 r2=0.9314/20三、試驗(yàn)結(jié)果分析三、試驗(yàn)結(jié)果分析雙摻雙摻強(qiáng)度與齡期的關(guān)系：（齡期為強(qiáng)度與齡期的關(guān)系：（齡期為7d、14d、28d）)(0aakqcu線性預(yù)測(cè)關(guān)系線性預(yù)測(cè)關(guān)系 5101520253001002003004005006007008009001000y=4.72*x+83.5 r2=0.65y=10.38*x+79.5 r2=0.99y=17.73*x+67 r2=0.99 等比 1% 等比 2% 等比 3.5% 等比 5% 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度 / kpa齡期 / 天y=32.15*x+66.5 r2=0.9815/20三、試驗(yàn)結(jié)果分析三、試驗(yàn)結(jié)果分析單

10、一與雙摻對(duì)比單一與雙摻對(duì)比2%配比下強(qiáng)度與齡期的關(guān)系：（齡期為配比下強(qiáng)度與齡期的關(guān)系：（齡期為7d、14d、28d）)(0aakqcu 5101520253020406080100120140160180200220無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度 /(kpa)齡期 / 天 單一水泥2% 單一生石灰2% 水泥、生石灰各 1%16/20三、試驗(yàn)結(jié)果分析三、試驗(yàn)結(jié)果分析單一與雙摻對(duì)比單一與雙摻對(duì)比4%配比下強(qiáng)度與齡期的關(guān)系：（齡期為配比下強(qiáng)度與齡期的關(guān)系：（齡期為7d、14d、28d）)(0aakqcu 510152025304080120160200240280320360400無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度（ kpa)齡期/

11、天 單一水泥4% 單一生石灰4% 水泥、生石灰各 2%17/20結(jié)論結(jié)論v 1.1.水泥固化土存在一個(gè)最低摻入比，當(dāng)水泥摻入比低于水泥固化土存在一個(gè)最低摻入比，當(dāng)水泥摻入比低于 時(shí)時(shí)，固化效果不明顯，當(dāng)水泥摻入比超過(guò)最低摻入比時(shí)，強(qiáng)度，固化效果不明顯，當(dāng)水泥摻入比超過(guò)最低摻入比時(shí)，強(qiáng)度隨著摻入比的增加而增大。隨著摻入比的增加而增大。v 2.2.石灰土則存在一個(gè)最佳摻入比，低于這一值時(shí)，強(qiáng)度隨著石灰土則存在一個(gè)最佳摻入比，低于這一值時(shí)，強(qiáng)度隨著摻入比而增長(zhǎng)，大于這一值時(shí)，強(qiáng)度反而下降。摻入比而增長(zhǎng)，大于這一值時(shí)，強(qiáng)度反而下降。 v 3.3.在低配比條件下，水泥土的強(qiáng)度，可以通過(guò)對(duì)數(shù)曲線來(lái)預(yù)在低配比條件下，水泥土的強(qiáng)度，可以通過(guò)對(duì)數(shù)曲線來(lái)預(yù)測(cè)，石灰土的強(qiáng)度，可通過(guò)線性關(guān)系來(lái)預(yù)測(cè)，水泥石灰土，測(cè)，石灰土的強(qiáng)度，可通過(guò)線性關(guān)系來(lái)預(yù)測(cè)，水泥石灰土，可以近似用線性關(guān)系曲線來(lái)預(yù)測(cè)強(qiáng)度值，以指導(dǎo)工程實(shí)際?？梢越朴镁€性關(guān)系曲線來(lái)預(yù)測(cè)強(qiáng)度值，以指導(dǎo)工程實(shí)際。18/200a結(jié)論結(jié)論v 4.水泥土早期強(qiáng)度不及石灰土早期強(qiáng)度增長(zhǎng)的快，但隨著摻水泥土早期強(qiáng)度不及石灰土早期強(qiáng)度增長(zhǎng)的快，但隨著摻入比的增加，水泥土的后期固化效果要優(yōu)于石灰土后期固化入比的增加，水泥土的后期固化效果要優(yōu)于石灰土后期固化效果。效果。v 5.水泥和生石灰雙摻固化效果，要優(yōu)于單一水泥或生石灰的水泥和生石灰雙摻固化效果，要優(yōu)