海水环境对水泥土渗透性和强度的影响及机理分析

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水泥土是通过一定的施工工艺将水泥(浆)和地基土就地拌合,形成具有一定工程性质的材料。一般可采用深层搅拌法、高压旋喷法、注浆法等方法进行施工。由于水泥土可以就地利用地基土,并且施工方便,经济效益好,所以在工程中得到广泛应用。水泥土具有一定的强度并且抗渗和抗冻性能好,故可应用于地基处理、基坑工程中的挡墙或防渗止水帷幕、路基或者坡体加固等。但是在已遭受污染或者海水入侵的场地形成的水泥土必将遭受场地环境的腐蚀而发生劣化,导致水泥土的渗透性和强度受到影响。关于水泥土的性质已有不少学者已经展开了多方面的研究工作,这些研究主要集中在水泥土的抗剪强度、抗压强度、抗拉强度,弹性模量以及加筋水泥土的力学性质等方面。关于水泥土的渗透性也已有一些学者展开了研究,侧重点在于研究水泥土渗透性与龄期和水泥掺入比之间的关系,尚未涉及环境腐蚀对水泥土渗透性的影响问题。工程的实际情况是水泥土形成之后处于各种场地环境当中,不可避免的会遭受到场地环境的影响,如果水泥土处于腐蚀性的场地则必然会遭受腐蚀性环境的腐蚀而发生劣化,从而导致水泥土的渗透性发生变化。关于腐蚀环境对水泥土强度的影响方面,已有的研究主要研究了单一离子或者两种离子组合对水泥土强度的影响问题,较少涉及多种离子组合对水泥土强度的影响问题,并且采用的研究手段基本上都是进行无侧限抗压强度试验,研究遭受环境腐蚀后水泥土的抗压强度变化问题,并没有对水泥土遭受腐蚀后劣化的时空分布和劣化深度问题进行深入研究。本文在已有研究的基础上,采用胶州湾海相软土作为材料制作水泥土试样,来研究海水环境对水泥土渗透性的影响,得出水泥土渗透系数与海水浸泡龄期之间的关系曲线,并通过与标准养护水泥土试样的渗透系数与养护龄期的关系曲线作对比,来研究海水腐蚀对水泥土渗透性的影响。通过贯入实验和试样切面观察,来研究海水环境对水泥土强度的影响及劣化深度问题。并且通过对海水浸泡水泥土试样进行扫描电镜拍照和化学成分分析来研究海水环境对水泥土微结构和成分的影响情况,从而研究海水环境对水泥土渗透性和强度产生影响的原因。实验表明海水环境对水泥土的抗渗性能和强度均有不良影响,导致水泥土渗透性增大和强度下降。这表明海水环境导致水泥土发生了劣化。并采用黄河口粉土制作水泥土试样来模拟研究场地形成水泥土渗透系数与水泥掺入比和龄期的之间的关系,试验表明随龄期增加各水泥掺量的水泥土渗透系数均呈现下降趋势。
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