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水泥土因其价格低廉、施工方便及适用性强等优点,近年来已被广泛地应用于地基处理、基坑围护、公路堤坝和边坡加固等工程中,但这些工程经常与地下水、海水等具有侵蚀性环境相接触,从而使水泥土避免不了要受到侵蚀,导致其内部结构遭到损伤、力学性能劣化、耐久性降低。然而,目前对水泥土在侵蚀性环境下的宏微观性能变化的研究还很欠缺。因此,深入研究水泥土在侵蚀性环境下的宏观力学性能及内部结构的变化状况是很必要的。
本文结合工程实际,在实验室配置了侵蚀性溶液来进行侵蚀环境的模拟。对同一侵蚀环境下,分析了直接侵蚀水泥土和自护一段时间后再侵蚀水泥土的宏微观性能的差异,并对其进行了宏微观相关性分析,同时也从化学角度解释了其宏观现象及内部受损的侵蚀机理。本文的研究成果对完善侵蚀性环境下水泥土宏微观性能的研究、预防水泥土在侵蚀过程中的破坏均是有意义的。本文主要工作如下:
1.对侵蚀性环境下的水泥土进行宏观直接剪切试验。分析了水泥土在侵蚀过程中抗剪强度指标的变化规律,并与未受侵蚀作用的自然养护水泥土的抗剪强度指标进行了比较分析,论述了其宏观力学性能劣化的程度。
2.对侵蚀性环境下的水泥土进行微观扫描电子显微镜分析试验。从定性和定量两个方面分析了水泥土在侵蚀过程中内部微结构形态的变化特性,并揭示了其内部结构受损的程度。
3.对水泥土在侵蚀过程中的抗剪强度指标与其微结构参数间进行了相关性分析,得到了最显著控制其抗剪强度指标变化的微结构参数,进而解释了其宏观力学强度变化的微观机理。
4.对侵蚀性环境下的水泥土进行X-射线能谱分析,分析了其在侵蚀过程中主要矿物元素质量的变化状况,进而从化学角度解释了其宏微观性能变化的侵蚀机理。