水泥固化土强度特性试验研究_杨廷玉

第53卷第7期2022年7月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.53No.7Jul.2022水泥固化软土抗拉特性研究李斯臣1,2，杨俊杰1,2，武亚磊1,2，王曼1,2(1.中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室，山东青岛，266100；2.中国海洋大学环境科学与工程学院，山东青岛，266100)摘要：为探究固化土的拉伸破坏问题，利用研制的单轴拉伸试验仪研究水泥固化不同软土的抗拉特性；基于抗拉强度随灰水比(水泥与水的质量之比)和龄期的变化规律，建立双曲线形式的抗拉强度−龄期关系式。

研究结果表明：抗拉强度、拉伸模量随水泥土的灰水比和龄期增加而增大；表征材料韧性的断裂能随龄期增加而增大，胶州湾黏土固化土断裂能随灰水比先增大后减小，而东营港粉土固化土断裂能随灰水比持续增大；水泥土的抗拉强度与无侧限抗压强度呈线性关系，其拉压比可取0.15；与其他学者的试验数据对比，所提公式的抗拉强度计算值与试验结果较吻合，能在一定程度上反映水泥固化软土抗拉强度随龄期的变化规律。

关键词：水泥固化软土；抗拉特性；灰水比；龄期；抗拉强度预测中图分类号：TU411文献标志码：A文章编号：1672-7207（2022）07-2619-14Research on tensile characteristics of cement-treated soft soilLI Sichen 1,2,YANG Junjie 1,2,WU Yalei 1,2,WANG Man 1,2(1.Key Laboratory of Marine Environment and Ecology,Ministry of Education,Ocean University of China,Qingdao 266100,China;2.College of Environmental Science and Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266100,China)Abstract:In order to explore the tensile failure properties of solidified soil,the developed uniaxial tensile tester was conducted to investigate the tensile characteristics of cement-treated soft soil.Based on the law whereby the tensile strength of cement-treated soil increases with the curing time and cement-water ratio(mass ratio of cement to water),a hyperbolic formula was established,with which the relationship between the tensile strength of cement-treated soft soil and curing time was obtained.The results show that the tensile strength,tensile modulus increase with the cement-water ratio and curing time and the fracture energy characterizing the toughness of materials increases with the curing time.The fracture energy of cement-treated Jiaozhou Bay clay increases at first收稿日期：2021−08−01；修回日期：2021−09−21基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(51779235，52078474)(Projects(51779235,52078474)supported by theNational Natural Science Foundation of China)通信作者：武亚磊，博士(后)，从事地基处理及固废资源化、环境岩土工程等研究；E-mail ：***************DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2022.07.021引用格式：李斯臣,杨俊杰,武亚磊,等.水泥固化软土抗拉特性研究[J].中南大学学报(自然科学版),2022,53(7):2619−2632.Citation:LI Sichen,YANG Junjie,WU Yalei,et al.Research on tensile characteristics of cement-treated soft soil[J].Journal of Central South University(Science and Technology),2022,53(7):2619−2632.第53卷中南大学学报(自然科学版)and then decreases with the cement-water ratio,while the fracture energy of cement-treated Dongying Port silt continues to increase with the cement-water ratio.The tensile strength of cement-treated soil has a linear relationship with the unconfined compressive strength,and the tension-compression ratio can be adopted as0.15. The calculated values of tensile strength obtained by the proposed formula are consistent with the experimental results,which can basically reflect the change law of the tensile strength of cement-treated soft soil.Key words:cement-treated soft soil;tensile characteristics;cement-water ratio;curing time;tensile strength forecast拉伸破坏是土体破坏的基本形式之一[1−2]。

水泥固化土的室内三轴试验研究杨廷玉;张国忠;张同伟;马千惠;肖永;陈德鹏;王琦【摘要】T riaxial compression tests are carried out to investigate the mechanical properties of cement stabilized soils .In this study ,influences of cement content and curing time on the strength and stiffness of cement stabilized soils are taken into account ,and influence mechanism is analyzed .Test results show that deviatoric stress of cement stabilized soils increases with increasing axial strain ,and also increases with increasing cement content and curing time at same strain .Failure stress increaseswith increasing cement content and curing time .Strength increasing coefficient increases with increasing cement content .As axial strain increases , stiffness involves a continuous attenuation . At the beginning , stiffness has a sharp decline ,and then the attenuation rate gradually tends to a smooth stage as axial strain increases .At the same time ,stiffness increases with increasing cement content and curing time .The inclusion of cement in soils significantl y enhances the strength ,stiffness and non‐deformability of soils ,w hich are proportional to the cement content and curing time .%对水泥固化土进行三轴试验研究其力学特性，分析水泥固化剂掺量、养护时间对水泥固化土的应力－应变、强度及刚度的影响，并分析其产生的原因。

第３３卷　第４期２０１４年８月兰州交通大学学报Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｌａｎｚｈｏｕ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＶｏｌ．３３Ｎｏ．４Ａｕｇ．２０１４文章编号：１００１－４３７３（２０１４）０４－００８９－０４ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－４３７３．２０１４．０４．０１８侵蚀和冻融环境下水泥土强度的试验研究＊杨　暾，　赖天文（兰州交通大学土木工程学院，甘肃兰州　７３００７０）摘　要：某些特殊地区的水泥土地基既受到环境侵蚀又受到冻融循环的影响．通过室内试验的方法，研究水泥土先经受不同浓度和不同ｐＨ值的侵蚀性溶液侵蚀下，经过反复冻融后水泥土的强度特征，并探讨其强度改变的机理．试验结果表明，水泥土的强度特性受水化学作用和冻融循环的双重影响，其中水化学作用的影响贯穿全过程，冻融的影响与冻融循环次数关系紧密．结果可为特殊环境地基的设计与工程应用提供指导作用．关键词：水泥土；环境侵蚀；冻融循环；无侧限抗压强度中图分类号：ＴＵ４５８ 文献标志码：ＡＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｃｅｍｅｎｔｅｄ　Ｓｏｉｌ　ｕｎｄｅｒＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｅｒｏｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｆｒｅｅｚｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｈａｗｉｎｇ　ＣｙｃｌｅｓＹＡＮＧ　Ｔｕｎ，　ＬＡＩ　Ｔｉａｎ－ｗｅｎ（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌａｎｚｈｏｕ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｓｏｍｅ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｒｅｇｉｏｎｓ　ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ａｆｆｅｃｔ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｅｒｏｓｉｏｎ　ａｎｄｆｒｅｅｚｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈａｗｉｎｇ　ｃｙｃｌｅｓ．Ｂｙ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ｓｏｉｌ　ａｒｅ　ｄｉｓ－ｃｕｓｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｅｒｏｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｆｒｅｅｚｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈａｗｉｎｇ　ｃｙｃｌｅｓ．Ｅｘｐｅｒｉ－ｍｅｎｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈｅ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｒｏｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｆｒｅｅｚｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈａｗｉｎｇ　ｃｙｃｌｅｓ　ｈａｖｅ　ｄｕａｌ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ｓｏｉｌ．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｅｒｏｓｉｏｎ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｉｓ　ｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄｆｒｅｅｚｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈａｗｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｉｓ　ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｆｒｅｅｚｅ－ｔｈａｗ　ｃｙｃｌｅｓ．Ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｈａｓ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｇｕｉｄ－ａｎｃｅ　ｏｆ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｅｍｅｎｔ　ｓｏｉｌ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｅｒｏｓｉｏｎ；ｆｒｅｅｚｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈａｗｉｎｇ　ｃｙｃｌｅｓ；ｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄ　ｃｏｍｐｒｅｓ－ｓｉｏｎ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ 水泥土是水泥浆液同土体拌和而形成的固结体．由于其具有材料来源广泛、价格低廉、性能良好等优点，在土木工程中应用广泛，常用于改良的路基填料、复合地基、大坝护坡以及道路稳定层等．王毅敏［１］、吴琼等［２］在高速铁路路基中用水泥对黄土进行改良，工程实践中，在一些特殊地区，如西北、东北的某些盐渍土地区，水泥土不但受到冻融循环的影响，还受到含有侵蚀性离子的地下水或地表水的影响．目前，已有学者就这两方面分别做了研究，如宁宝宽等［３］探讨了不同离子成分、溶液浓度、溶液ｐＨ值等侵蚀性因素对水泥土力学特征的影响，试验表明水化作用对水泥土的力学效应有明显的影响．傅小茜［４］、宁宝宽、陈四利等［５－７］研究了硫酸盐侵蚀环境下水泥土的力学行为，试验表明硫酸盐溶液中的水、硫酸根离子与水泥土之间的复杂物理、化学作用影响水泥土内部微细观结构，从而对水泥土的力学性能存在显著劣化作用．董晓强，白晓红等［８］研究了硫酸侵蚀下水泥土的电阻率特性，试验表明受＊收稿日期：２０１３－１０－０１ 学报网址：ｈｔｔｐ：／／ｘｂ．ｌｚｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ作者简介：杨　暾（１９８９－），男，甘肃天水人，硕士生，主要研究方向为基础与路基工程．Ｅ－ｍａｉｌ：６４６２３３２８４＠ｑｑ．ｃｏｍ兰州交通大学学报第３３卷Ｈ２ＳＯ４侵蚀后，水泥土电阻率、孔隙水电阻率、水泥土抗压强度均随着溶液浓度的增加而减小．陈晋中，韩鹏举等［９］研究了硫酸侵蚀环境下水泥土的多元线性回归强度模型．白晓红，赵永强等［１０］对污染环境对水泥土力学特性的影响进行了研究．宁宝宽，陈四利等［１１］、庞文台、申向东［１２］研究了冻融循环对水泥土力学性能的影响，认为在反复的冻融循环后水泥土的劣化是非常明显的．但对侵蚀和冻融并存情况下水泥土力学特性的研究，目前还未见报道．本文意就此做一些有益探讨．１　试验方案和试验方法１．１　试验材料试验水泥采用４２．５级普通硅酸盐水泥，土样采用兰州市安宁区黄河边的细砂土．砂土的密度为２．０ｇ·ｃｍ３，孔隙比为０．９５，含水量为１０．５％，砂土粒径的分布主要为０．５～１ｍｍ之间．１．２　水泥土试样和化学溶液的配制按水泥掺量（重量比）分别为５％、１０％、１５％配制干的水泥土，再按水灰比分别为０．２６、０．４４、０．６５配制湿的水泥土．为了探讨不同的化学溶液（Ｎａ２ＳＯ４，ＣａＣｌ２，ＮａＨＣＯ３）、不同的摩尔浓度（０．０１ｍｏｌ·Ｌ－１，０．１ｍｏｌ·Ｌ－１，１．０ｍｏｌ·Ｌ－１）、不同的ｐＨ值（２，４，７，９，１２）对水泥土力学特性的影响，在试验中采用正交设计的原则配制化学溶液．表１　正交试验设计表Ｔａｂ．１　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ溶液ＣａＣｌ２Ｎａ２ＳＯ４ＮａＨＣＯ３冻融次数３　５　１０　１５　２０　３０ｐＨ值３　５　７　９　１２浓度０．０１　０．１　１水泥掺量５％１０％１５％１．３　试验方法按不同配比将水泥和土搅拌均匀，将配制好的水泥土装入７．０７ｃｍ×７．０７ｃｍ×７．０７ｃｍ的钢模，抹平表面并编号，２４ｈ后脱模，标准养护７ｄ，再放入装有化学溶液的容器中浸泡１４ｄ，之后进行冻融循环，最后做无侧限抗压强度试验．一个冻融循环周期为２４ｈ，在－２０℃的条件下冻结１２ｈ，然后在＋２０℃的条件下融化１２ｈ．冻融循环次数依次分别为３次、５次、１０次、１５次、２０次、３０次．２　试验结果及分析２．１　侵蚀和冻融下水泥土的表面腐蚀试块在各种酸碱溶液中浸泡后，出现被腐蚀现象．不同的ｐＨ值浸泡后，试块表面颜色发生不同的变化，且有不同程度的脱落如图１所示．ｐＨ＝２溶液浸泡的试块表面腐蚀程度最为严重，表层水泥全部被侵蚀剥落，内部砂粒也有松散脱落；碱性溶液浸泡后试块表面的颜色变暗，且表面也有一定的脱落．a pH=2,n=15次b pH=4,n=15次c pH=9,n=15次d pH=12,n=15次图１　不同ｐＨ值溶液侵蚀的试块表面Ｆｉｇ．１　Ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆ　ｂｌｏｃｋ　ｅｒｏｄｅｄ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐＨ　ｖａｌｕｅｓ随冻融循环次数的增加，试块表面变化如图２所示．试块表面颜色变的越深，试块表面脱落现象越明显，并且表面孔隙越来越多、越粗糙，表明冻融循环对水泥土试块有显著的影响，且随着冻融循环次数的增多而表现的越发明显．a pH=9,n=0次b pH=9,n=5次０９第４期杨　暾等：侵蚀和冻融环境下水泥土强度的试验研究c pH=9,n =15次d pH=9,n =20次图２　不同冻融循环次数后的试块表面Ｆｉｇ．２　Ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆ　ｂｌｏｃｋ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｙｃｌｅ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ｏｆｆｒｅｅｚｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈａｗｉｎｇ２．２　不同化学溶液浓度对强度的影响相同冻融循环次数下，ｐＨ＝９化学溶液下，不同化学溶液浓度对试块强度的影响有明显的差异（见图３）．总体来看，各种溶液侵蚀下的试块，其强度均随溶液浓度的不同而发生改变，随着溶液浓度从０．０１ｍｏｌ·Ｌ－１增大到０．１ｍｏｌ·Ｌ－１再增大到１．０ｍｏｌ·Ｌ－１，试块强度均呈现先增大后减小的变化趋势．其中，受ＣａＣｌ２溶液和ＮａＨＣＯ３溶液侵蚀下试块强度受浓度变化的影响较大，受Ｎａ２ＳＯ４溶液侵蚀的试块强度变化范围较小．由于随浓度增加过程中，初步碱性的作用使得试块强度增大，浓度过大能造成试块的腐蚀作用，产生了试块强度先增后减的过程．108642010864201086420抗压强度/M P aCaCl 2溶液浓度/(mol/L)Na 2SO 4溶液浓度/(mol/L)NaHCO 3溶液浓度/(mol/L)0.010.11抗压强度/M P a抗压强度/M P a0.010.010.10.1116.48.87.48.69.59.27.09.07.4图３　不同溶液浓度侵蚀的试块强度Ｆｉｇ．３　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｂｌｏｃｋ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｅｒｏｓｉｏｎ２．３　不同冻融循环次数对强度的影响在相同侵蚀环境，不同冻融循环次数下水泥土的强度变化趋势如图４所示．pH=9的CaCl 2溶液pH=9的NaHCO 3溶液pH=9的Na 2SO 4溶液水1086420冻融循环次数强度/M P a3510152030图４　强度－冻融循环次数曲线Ｆｉｇ．４　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｆｒｅｅｚｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈａｗｉｎｇ　ｃｙｃｌｅ　ｃｕｒｖｅｓ由图４可见，随着冻融次数的增加，水泥土试块强度都逐渐变小．冻融次数３～５次时，其强度变化不大．冻融次数为５～２０次时，受ＣａＣｌ２溶液侵蚀的试块强度降低很快，并且强度低于水中侵蚀的试块强度；受Ｎａ２ＳＯ４和ＮａＨＣＯ３溶液侵蚀的试块强度变化与在水中侵蚀试块强度基本一致；冻融次数２０～３０次时，受各种溶液侵蚀后试块的强度都降低很快．整体来看，试块强度受冻融的影响程度表现为受ＣａＣｌ２溶液侵蚀的试块强度降低明显，而受Ｎａ２ＳＯ４和ＮａＨＣＯ３溶液侵蚀后的试块次之．在冻融循环初始阶段，碱性环境下，水泥土强度依然很高，说明在冻融循环初期，强碱使水泥土强度有一定程度的提高．２．４　不同ｐＨ值对强度的影响在水泥掺量和冻融循环次数一定的条件下，化学溶液的ｐＨ值大小对水泥土强度的影响非常明显，图５为不同ｐＨ值的各种溶液侵蚀试块的强度曲线．水泥土的强度随着ｐＨ值的增加而增大．试验１９表明，ｐＨ＜４的酸性溶液对水泥土具有强腐蚀性，与水中侵蚀条件下的试块相比，其无侧限抗压强度为水中侵蚀试块强度的２０％～７０％；随着ｐＨ增加，水泥土的强度继续变大．CaCl 2溶液pH Na 2SO 4溶液pH NaHCO 3溶液pH108642010864286420抗压强度/M P a抗压强度/M P a抗压强度/M P a2479122479122479122.14.87.38.39.21.73.04.97.37.62.3 4.87.38.69.1图５　不同ｐＨ值溶液侵蚀的试块强度曲线Ｆｉｇ．５　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｂｌｏｃｋ　ｅｒｏｄｅｄ　ａｔ　ｐＨ＝２，４，７，９，１２　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ２．５　不同水泥掺量的影响在相同的侵蚀和冻融循环下，不同的水泥掺量对试块的强度的影响也是不同的（见图６），水泥掺量较高时，其强度增长幅度也较大．当水泥含量小于１０％时，水泥土中的砂难以与水泥水化物形成骨架，所以水泥土强度较低．水泥掺量越大，随着龄期的增长其强度也在增强，因此在侵蚀和冻融循环下水泥土表现出较高强度．2520151050抗压强度/M P aCaCl 2Na 2SO 4NaHCO 3水化学溶液5%的水泥掺量15%的水泥掺量10%的水泥掺量图６　不同水泥掺量的试块强度曲线Ｆｉｇ．６　Ｂｌｏｃｋ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｅｍｅｎｔ　ｃｏｎｔｅｎｔ３　侵蚀和冻融循环机理砂土的主要矿物成分为ＳｉＯ２等，水泥与土搅拌后，水泥水化后生成水化物成分，水化物成分很好的连接砂土颗粒，并在其间形成网状骨架．水泥土浸泡在一定ｐＨ值的化学溶液中将发生不同程度的化学反应，使水泥土强度性能发生变化．水泥土在酸性溶液里时，水泥和砂土的ＳｉＯ２与氢离子发生化学反应，生成可溶性盐，导致水泥土试块表面脱落，强度降低；当水泥土试块浸泡在碱性溶液中，水泥和砂土的ＳｉＯ２与碱性溶液发生化学反应，加速水泥的水化，生成难溶性物质，从而提高了水泥土强度．水泥土在冻融条件下，其渗入的水分结冰使孔壁受到膨胀应力，有些膨胀变形是不可恢复的，反复的冻融使其孔隙变大，内部结构发生变化，裂缝越来越大，其强度降低．４　结论通过试验分析环境侵蚀和冻融循环对水泥土的力学特性有较大影响．１）冻融循环次数较少时，冻融对水泥土的强度影响较小，随着冻融循环次数的增加，水泥土强度明显减小；其中受ＣａＣｌ２溶液侵蚀的水泥土受冻融影响最明显．２）相同的冻融次数下，侵蚀溶液浓度不同，强度也不同；在碱性溶液里，水泥土强度开始随着溶液浓度增加而增加，当达到一定浓度后反而开始下降．３）相同的冻融次数下，酸性环境下水泥土强度降低相当显著，碱性环境下水泥土强度提高，但提高的程度较小．４）相同的冻融次数下，随着水泥掺量增加，其强度也增加，受ＮａＨＣＯ３溶液侵蚀的试块强度增加最为明显，在其它侵蚀环境中，增加相比较少．（下转第１０４页）［６］　石志龙，徐超．亚婆髻隧道施工监控量测与稳定分析［Ｊ］．地下空间与工程学报，２０１０，６（３）：５２６－５３２．［７］　中华人民共和国交通部．ＪＴＧ　Ｆ６０－２００９公路隧道施工技术规范［Ｓ］．北京：人民交通出版社，２００９：３５－３６．［８］　陶志平，周德培．蠕动型滑坡隧道的变形规律及防治措施［Ｊ］．西南交通大学学报，２００７，４２（４）：１６３－１６９．［９］　祝云华．骡坪隧道施工监控量测及其成果分析［Ｊ］．工程勘察，２０１１，２５（７）：７－１１．（责任编辑：李爱军檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴）（上接第９２页） ５）冻融循环次数较小情况下，水泥土的强度主要以受侵蚀的影响为主；随着冻融次数的增加，其水泥土强度受侵蚀和冻融循环的共同作用．参考文献：［１］　王毅敏，梁波，马学宁，等．水泥改良黄土在高速铁路路基中的试验研究［Ｊ］．兰州交通大学学报，２００５，２４（５）：２８－３１．［２］　夏琼，杨有海，耿煊．粉煤灰与石灰、水泥改良黄土填料的试验研究［Ｊ］．兰州交通大学学报，２００８，２７（３）：４０－４３．［３］　宁宝宽，陈四利，刘斌，等．环境侵蚀下水泥土的力学效应试验研究［Ｊ］．岩土力学，２００５，２６（４）：５９９－６０３．［４］　傅小茜，冯俊德，谢友均．硫酸盐侵蚀下水泥土的力学行为研究［Ｊ］．岩土力学，２００８（９）：６５９－６６２．［５］　宁宝宽，陈四利，郑楠．硫酸盐对水泥土的侵蚀作用研究［Ｃ］／／第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集．沈阳：科技出版社，２００６：７２６－７３０．［６］　宁宝宽，陈四利，刘斌．水泥土的环境侵蚀效应与破裂过程分析［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００５，２４（１０）：１７７８－１７８２．［７］　宁宝宽，陈四利，刘斌．环境侵蚀下水泥土力学特性的时间效应分析［Ｊ］．水文地质工程地质，２００５（２）：８２－８６．［８］　董晓强，白晓红，赵永强，等．硫酸侵蚀下水泥土的电阻率特性研究［Ｊ］．岩土力学，２００７，２８（７）：１４５３－１４５８．［９］　陈晋中，韩鹏举，白晓．硫酸侵蚀环境下水泥土的多元线性回归强度模型［Ｊ］．建筑科学，２００９，２５（９）：３８－４３．［１０］　白晓红，赵永强，韩鹏举，等．污染环境对水泥土力学特性影响的试验研究［Ｊ］．岩土工程学报，２００７，２９（８）：１２６０－１２６３．［１１］　宁宝宽，陈四利，刘斌．冻融循环对水泥土力学性质影响的研究［Ｊ］．低温建筑技术，２００４，１０１（５）：１０－１２．［１２］　庞文台，申向东．冻融循环对水泥土力学性能的影响［Ｊ］．公路，２０１２（９）：３０－３２．［１３］　陈达，庄宁，廖迎娣，等．水泥土掺入比对水泥土力学特性影响的试验研究［Ｃ］／／第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集．南京：海洋出版社，２０１１：２５５－２５８．［１４］　宁宝宽，陈四利，丁梧秀，等．侵蚀下水泥土的强度及细观破裂过程分析［Ｊ］．岩土力学，２００９，３０（８）：２２１５－２２１９．（责任编辑：李爱军）。

水泥砂浆固化土物理性质研究
昝世辉
【期刊名称】《石家庄铁路职业技术学院学报》
【年(卷),期】2014(000)002
【摘要】通过室内试验系统地对水泥砂浆固化土的物理特性进行研究，分析水泥砂浆固化土的重度、渗透系数和水稳定性等物理特性随水泥掺入比、掺砂量、龄期等因素的变化规律。

从几个基本物理性质上来看，采用水泥砂浆固化软土形成的加固区可同时满足自重、渗透性和水稳定性等几个方面的要求。

【总页数】6页(P21-26)
【作者】昝世辉
【作者单位】中铁十二局集团第三工程有限公司山西太原 030024
【正文语种】中文
【中图分类】U414
【相关文献】
1.土体固化/稳定技术与固化土性质研究综述 [J], 盛明强;乾增珍;田开平
2.水泥砂浆固化土抗压强度特性试验 [J], 曲涛;范晓秋;刘鑫
3.水泥砂浆固化土在酸性条件下物理特性的研究现状 [J], 孙楠
4.寒区水泥砂浆固化土力学特性试验研究 [J], 王海龙;申向东;王萧萧
5.水泥砂浆固化土物理力学特性试验研究 [J], 范晓秋;洪宝宁;胡昕;蒋敏敏
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

淤泥质土固化与强度特性试验研究作者：杨小玲胡湛波涂晓杰来源：《人民黄河》2020年第04期摘要：為了实现淤泥质土的大规模有效固化，解决水泥土早期强度低、淤泥质土易造成环境污染等问题，将水泥作为主固化剂，粉煤灰、聚羧酸高效减水剂（减水剂）、铝酸钙和钙基膨润土（膨润土）作为外掺剂固化淤泥质土。

通过无侧限抗压强度、pH值、含水率以及电导率试验，探究固化土的特性变化规律，确定复合固化剂的最佳配比。

结果表明，水泥、粉煤灰、减水剂、铝酸钙和膨润土掺量为22%（质量分数，下同）、5%、0.20%、2%、6%时，固化土固化效果达到最优。

微观结构表明，复合固化剂的掺入有利于强度高、难溶、具有膨胀性的矿物晶体以及胶凝物质的生成，使得固化土的结构更加紧密、强度提高。

关键词：淤泥质土;水泥;无侧限抗压强度;复合固化剂;微观结构中图分类号：X705 文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.04.007Abstract：In order to achieve large-scale and effective solidification of silt soil and solve the problems of early low strength of cement soil and easy environmental pollution caused by silty soil，cement was used as the main curing agent， fly ash， polycarboxylic acid efficient water reducing agent （water reducing agent）， calcium aluminate and calcium based bentonite （bentonite） as the external mixing agent to solidify the silt soil. Through unconfined compression strength， pH，moisture content and conductivity test， the characteristic change law of solidified soil was investigated， and the optimal ratio of compound curing agent was determined. The results show that when the content of cement， fly ash， water reducing agent， calcium aluminate and bentonite is 22%， 5%， 0.20%， 2% and 6%， the solidifying effect of solidified soil is optimal. The microstructure indicates that the addition of compound curing agent facilitates the generation of mineral crystals with high strength， insoluble， dilatancy and gelation， which makes the structure of solidified soil closer and increases the strength of solidified soil.Key words： silty soil; cement; unconfined compression strength; composite curing agent; microstructure淤泥及淤泥质土通常是指在静水或缓慢的流水环境中沉积并含有有机质的细粒土。

水泥固化路基的刚度特性影响因素分析作者：付秀丽轩建宇赵莹莹周宇马千惠肖永来源：《中外企业家·上旬刊》2018年第01期摘要：通过常规静三轴试验对水泥固化土进行研究，分析水泥固化剂掺量、养护时间对水泥固化土刚度特性的影响。

结果表明，水泥固化土随着应变的增加，割线弹性模量衰减，呈现刚度软化趋势。

加载初期随着应变增加水泥固化土的刚度衰减较快，逐渐变缓，待应变接近破坏状态时衰减趋向于平稳。

水泥改良前后土体的刚度明显提升。

随着水泥固化剂掺量的增加，水泥固化土的刚度增加。

随着水泥固化土养护时间的增加，水泥固化土的刚度增加。

此加固技术为岩土工程、路基工程的设计、分析与处理，提供有力的宝贵研究依据。

关键词：静三轴试验；水泥固化土；刚度性能水泥固化土是将一定量水泥掺入土中搅拌均匀，水泥与土中矿物发生物理化学反应，土颗粒间胶结硬化，孔隙率减小，水泥加固后使土体由松散状态转变为密实的胶凝体，土变得更加密实，压缩性减小，提升其强度和耐久性，改善土体的工程性质。

Omar Saeed Baghabra[1]通过对水泥和石灰加固粘土进行试验研究，发现含水量对土体的固化效果有影响，含水量高效果更好。

储城富等[2]对水泥固化土进行试验，研究不同水泥固化剂掺量、含水量、养护龄期条件下水泥固化土的强度特性，提出水泥固化土的强度经验模型。

梁仁旺[3]对水泥固化土进行试验研究，绘制水泥固化土的应力-应变关系曲线，发现水泥加固后破坏应变由3%变为1%，随着水泥固化剂掺量的增加，水泥固化土脆性提升。

目前，针对水泥固化土的研究多集中于强度和变形方面，而对于水泥固化土刚度特性的研究相对比较少。

本文通过对水泥固化土进行常规三轴剪切试验，研究水泥掺量和养护时间对水泥固化土的刚度特性影响，为路基工程力学参数提供有效依据。

1试样方案（1）试验材料：试验土料采用路基填土，进行颗粒分析试验和击实试验得，不均匀系数和曲率系数分析此土属于级配不良土，最大干密度为1.97，最优含水量为10.2%。

固体废物处理处置工程实验表2.实验材料和设备2.1实验材料水泥固化块来自2014年4月25日下午进行的水泥固化实验，原材料为粉笔渣（筛分后代替含重金属飞灰等危险废物）40g,水泥60g、黄砂70g （筛分后）和水400g。

具体原料组成见下表：制作好的水泥固化体高大约6cm，直径大约为4cm的圆柱体，见图1.图1放置14d后的水泥固化体图2.2实验设备压力测定仪名称：RFP-03型智能测力仪作用：用于测定水泥固化块强度本系列智能测力仪能够把测得的力值数据由单片机根据使用要求进行数字化处理，可配套用于各种压力机、试验机的显示控制部分，用途广泛。

主要技术参数：额定工作电压：AC380V ± 10%, 50H z功耗：w 30W非线性重复性误差：w 1%工作温度：0—40 r外形尺寸：360 X 140 X 220mm （开孔尺寸350x 130X 220mm）图2 RFP-03型智能测力仪打印纸尺寸：57x 30mm仪表保险丝：15A3•实验步骤称取模拟废渣40g （已粉碎至20 目）、黄砂70g （经过筛分，具体见表1）、水泥60g 于搅拌锅内，安装好；人工搅拌10~15s后，缓缓加入适量的水，180s± 5s后停搅拌；迅速倾入置于台上的模具内（高为8 cm，直径为4 cm）进行制样，振动1~2min，刮平，自然养护24h，采用试样筒，分3层压实成型，试样干密度控制为1.8 g/cm3, 24 h后拆膜，并放于标准养护箱（温度20±2 C，湿度95%以上）中养护。

用滤纸拭去浸泡好的试样周围的残余渗沥液，试样无侧限抗压强度采用《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）［3］进行测定，轴向应变速率为每分钟应变3%,仪器采用YYW-1新标准石灰土无侧限压力仪［3］。

实验过程记录：1. 固化块强度测定情况表2固化块强度测定过程现象记录表水泥固化时间：2014年4月25日测定强度时间：2014年5月09日水泥添加量：10.53% 养护时间：14d2从本次强度测定的结果来看，本组制作的固化块的抗压效果并不理想，主要体现在固化体表面下部和破碎后的固化块内部存在一定湿润度，且抗压强度最大仅有0.5kN,且受压后形变很快，说明固化效果不会。

水泥固化土工程特性试验研究一、本文概述《水泥固化土工程特性试验研究》一文主要围绕水泥固化土的工程特性进行深入研究。

水泥固化土作为一种新型土木工程材料，近年来在建筑工程、道路工程以及环境工程等领域得到了广泛应用。

本文旨在通过系统的试验研究，探讨水泥固化土的工程特性，包括其强度特性、变形特性、耐久性等方面，以期为工程实践提供理论支撑和技术指导。

本文首先对水泥固化土的基本性质进行介绍，包括其组成成分、固化机理以及工程应用背景等。

在此基础上，设计了一系列室内试验，对水泥固化土的强度、变形和耐久性等方面进行了系统的研究。

通过对比分析不同配比、不同龄期水泥固化土的试验结果，揭示了水泥固化土工程特性的变化规律及其影响因素。

本文还对水泥固化土在工程实践中的应用进行了探讨，分析了其在不同工程领域中的适用性及其优缺点。

结合具体的工程案例，对水泥固化土的应用效果进行了评价，为水泥固化土在实际工程中的应用提供了有益的参考。

本文的研究对于深入了解水泥固化土的工程特性、推动其在土木工程领域的应用以及促进土木工程材料的创新与发展具有重要意义。

二、水泥固化土的基本特性水泥固化土作为一种新型土木工程材料，在建筑工程中得到了广泛应用。

它具有优异的工程特性，包括强度、耐久性、稳定性等方面，这些特性使得水泥固化土成为一种理想的建筑材料。

强度特性：水泥固化土的强度是其最基本的工程特性之一。

通过添加适量的水泥，土壤颗粒之间的粘结力得到增强，从而提高了固化土的抗压、抗拉和抗剪强度。

这种强度的提高使得水泥固化土能够承受更大的荷载，提高了工程结构的安全性和稳定性。

耐久性特性：水泥固化土具有良好的耐久性，能够抵抗自然环境和工程使用过程中的各种侵蚀作用。

在长期的干湿循环、冻融循环以及化学腐蚀等不利条件下，水泥固化土能够保持较好的稳定性，延长了工程结构的使用寿命。

稳定性特性：水泥固化土具有较高的体积稳定性，即在固化过程中体积变化较小。

这一特性使得水泥固化土在工程中具有较低的变形风险，保证了工程结构的长期稳定性。