烧碱激发下钢渣粉加固软土动力特性研究

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我国是钢铁大国,钢渣作为炼钢过程中产生的废弃物,利用率较低。钢渣堆放不仅占用土地,还污染环境。将钢渣磨细成钢渣粉作为一种土木工程材料是提高钢渣利用率的重要途径。但由于钢渣粉活性低、水化反应慢,故需要采用激发剂对其活性进行激发。鲜有学者对不同影响因素下固化软土的动力特性作系统地研究,所以有必要研究烧碱激发下钢渣粉加固软土的动力特性。以烧碱激发下钢渣粉固化软土(淤泥质土)为研究对象,利用动三轴测试系统和共振柱测试系统研究其在不同围压、龄期、频率和烧碱掺量下动强度、动剪切模量和阻尼比的变化规律,并通过X射线衍射试验、扫描电镜试验揭示其微观机理。研究发现,在10-4~10-2剪应变范围内,围压从50kPa增加至150kPa,烧碱激发下钢渣粉固化土的动强度增大了 12.2%,动剪切模量增大了 29.8%,阻尼比减小了 76.2%;龄期从7天增加到28天,其动强度增大了 33.3%,动剪切模量增大了31%,阻尼比减小了 61.6%;频率从0.5Hz增加到1.5Hz,其动强度增大了 12.9%,动剪切模量增大了 29.6%,阻尼比减小了 31.7%;烧碱掺量从0增加到6%,其动强度增大了 83.7%,动剪切模量增大了 400%,阻尼比减小了 35%。在10-6~10-4剪应变范围内,围压从50kPa增加到150kPa,试样的动剪切模量增大了 19.6%,阻尼比减少了 8.6%;龄期从7天增加到28天,动剪切模量增大了33.2%,阻尼比减少了 22.3%;烧碱掺量从0增加到6%,动剪切模量增大了 250%,阻尼比减小了 21.7%。烧碱激发下钢渣粉固化土的动剪切模量随围压、龄期、频率和烧碱掺量的增加而升高,阻尼比随围压、龄期、频率和烧碱掺量的增大而减小。养护时间越长,衍射角为18°、12°~25°的水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和水化硫铝酸钙晶体(AFt)的衍射峰越高,团絮状C-S-H凝胶和针状AFt晶体也越多。随着烧碱掺量的增加,出现了 AFt晶体,其与C-S-H凝胶形成更为致密的结构。随着我国经济不断发展,大量的沿海滩涂被利用,所以研究固化软土的动力特性具有重要意义,为今后的实际运用提供了理论基础和依据。图56幅;表9个;参46篇。
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