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在实际工程中,常用水泥来加固软弱土,这种方法有很多优点:可以就地取材,成本低廉,进度快等。因此研究水泥土的固化过程及力学性能就十分有必要,之前对水泥土的研究常基于宏观的试验方法,此法的设备复杂,投入较大,且很难对其微观结构进行研究。通过材料的电性能来研究材料的微观结构渐渐成为研究结构领域的热点,把水泥基材料看作多孔的电化学体系,材料内部结构的变化可以由电参数的变化反映出来,从而可以间接的反映出材料的无侧限抗压强度。但这种方法只是处在探索阶段,目前还没有统一的认识。本文针对现代土力学研究中对水泥土固化过程定量分析的困难,提出一种适用于研究水泥土固化过程的交流阻抗方法。以普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥为固化材料,采用常用的水泥掺入比和水灰比制作的水泥土为研究对象,通过室内试验,对其整个固化过程进行电学测试。根据测试出的阻抗参数,掌握交流阻抗参数随着固化过程的基本变化规律,并对固化过程划分阶段。本研究将从根本上改变水泥土固化过程中定量测量的困难,大大提高可操作性,真正实现定量分析,为以后将交流阻抗法推广于水泥土的无侧限抗压强度和耐久性能的研究奠定基础,因此具有重要的理论意义和明确的应用。主要研究结论如下:(1)普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥土试块的Bode图具有相同的规律:阻抗值均随着频率的增加而减小。早期阻抗对频率不太敏感,且阻抗值较小;7d和30d时的水泥土试块先随着频率的增大迅速下降,到了1000Hz时,阻抗对频率的变化就不再敏感,趋于稳定;60d和90d时的水泥土试块在小频率时的阻抗最大,但随着频率的增加,急剧减小。(2)普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥土试块的频率和电容的关系具有相似的规律:在低频区域,不同龄期水泥土的电阻值有所不同,9h时的电容值最大,7d时的电容值最小;在高频区域,电容值接近一致,到了1000Hz后,电容值几乎相同,趋近于0。(3)水泥土试块由于内部结构的复杂性,并不像理想的电化学模型一样会出现Randles现象,而是出现准Randles现象。(4)水泥土在固化过程中发生的一系列物理化学变化,可以用阻抗参数的变化来反映。因此可以由水泥土的阻抗参数|z|、Z’、Z"和θ随龄期的变化来为水泥土的固化过程划分阶段。研究表明,采用交流阻抗方法可以将早期水泥土的固化过程分为三个阶段:溶解期、诱导期和硬化期。(5)水泥土试件的阻抗参数Z和Z’与无侧限抗压强度保持高度的相关性,说明用交流阻抗方法来间接反映强度的可行性,有望为工程提供一种无损检测水泥土成品的简便、有力的手段。