软土隧道废弃泥浆固化处理研究

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地铁建设过程中泥水盾构隧道施工产生大量的废弃泥浆是环境岩土工程亟待解决的一大难题,用工业固废制成固化剂,将废弃泥浆固化为工程用土,实现资源化利用,对软土隧道工程的废弃泥浆固化处理具有重要的工程意义和环保价值,其固化土力学强度的发展规律及固化机理也是当今热门研究的课题之一。本研究以福州地铁修建软土隧道废弃泥浆固化土为主要研究对象,对福州地铁2号线的盾构废弃泥浆开展室内土工试验,并将固化土的力学强度试验与微观特征试验相结合,研究水泥/矿渣/粉煤灰配比及固化剂掺量、养护龄期等因素对固化土的力学强度和微观结构的影响,开展的主要工作及获得的主要成果有:(1)探明泥浆固化土的应力-应变关系,屈服破坏类型和变形指标的变化规律;研究固化土的无侧限抗压强度随水泥/矿渣/粉煤灰配比、固化剂掺量和养护龄期的变化规律。(2)开展抗剪强度试验,分析养护龄期、固化剂种类对抗剪强度的影响,将抗剪强度参数与养护龄期建立函数关系,研究粘聚力、内摩擦系数变化的内在原因。(3)基于核磁共振试验,分析泥浆固化土的孔隙水与结合水的转化规律,研究固化土最可几孔径、结合水量与养护龄期三者间的关系,探究无侧限抗压强度、抗剪强度参数与结合水量的函数关系,揭示固化土力学强度演变规律与水分转化规律的内在联系。(4)对泥浆固化土进行矿物成分分析、微观结构分析,探究其随养护龄期、随不同固化剂的矿物成分变化和微观形貌特征,并结合核磁共振弛豫分析(NMR),来探究三种固化剂对泥浆的固化机理,并构建其微观作用机制模型。
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