5实验成果汇总.33

结论36

致谢37

参考文献..38

1  引言 1.1  立题依据     水泥土是将土、硅酸盐水泥和水(必要时可加入火山灰等外加剂)按一定比例拌合、捣实、养护而成的一种具有一定工程特性的材料。水泥土与普通的硅酸盐水泥棍凝土有许多不同之处，如在结构上，水泥土的混合料中胶结材料未填满所有骨料间的缝隙，即未包裹于所有骨料外表面，而是将一些没有粘结的材料分割成许多料块，再把这些料块胶结起来(图1-lb)；而普通硅酸盐水泥混凝士胶结材料填满骨料间的缝隙，并充分地包裹在所有骨料的外围（图1-1a）[1]另一个差别是对集料的种类和级配没有混凝土严格。 图1-1  水泥混凝土与水泥土结构图 20 世纪 80 年代以来，水泥土的应用在我国得到广泛的推广。采用水泥土及其相关的地基处理方法加固的土质多为淤泥、淤泥质土、地基承载力不大于 120kPa 的粘性土和粉土，而水泥黄土应用到西北湿陷性黄土地区，则作为地方性建筑材料，但是在土质物理力学性能较好的地区，水泥士的应用较少。并且，在理论和试验研究上仍未取得很大的进展，应通过大量的实验对理论研究进行验证。 由于以往水泥土的研究多是按照水泥土配合比设计规程（JGJ/T 233-2011）采用干土进行室内试验研究，而采用水泥土的现场施工都是湿土直接施工，二者之间必然会有一定的区别。为了尽可能的满现场的施工需求，本次试验直接采用湿土，并对水泥土的研究方法进行创新，以期完善对水泥土性质的研究。
1.2  水泥土概述 1.2.1  水泥土的基本性质 水泥土是按一定的水灰比形成浆液与土体均匀搅拌，使水泥与土发生物理、化学作用，生成整体的、坚硬的、水稳定性的生成物。 (1)水泥土组成成分复杂[2] 水泥土是以原地土为原料，掺入了水泥，对土进行了改性，从组成成分而言，与土不同，但它又有别于混凝土，因为它没有粗骨料，并且细骨料属于原地土颗粒，故而性质复杂。原地土体是水泥土的重要组成部分，而且又是水泥土的养护及工作环境。 (2)水泥土力学性质复杂，土质的差别造成力学性能的差异很大     原地土样中影响水泥土强度的因素是多样的，其强度的构成也是多层次的，因此，水泥土的力学性质复杂。而土质的差别使水泥土的力学性能表现出很大的差异，如含有机质淤泥质粘土形成的水泥土强度很低，不足 0.5MPa，而砂质土的水泥土强度却高达 lOMPa[3]。 (3)力学性能比天然土体改善很多[4]     a 水泥土的无侧限抗压强度大约比天然土强度提高数十倍到数百倍，该性质的主要影响因素有:土质、龄期、水灰比、水泥掺入比、天然土含水量、水泥品种及标号和外掺剂等。     
b 水泥土的抗拉强度一般很低，为无侧限抗压强度 15%左右。在设计中一般不考虑其抗拉强度。贾坚通过试验得出水泥土的抗拉强度随着抗压强度的提高而提高。 c 水泥土的抗剪强度与其法向应力有关。由于固结压力σ3的作用，试样在高压三轴剪切试验中得到其破坏特征由原来无侧限条件下的脆性破坏变为塑性破坏. σ3越大，这种趋势越明显。
1.2.2  水泥土的微观结构及化学成分分析研究 水泥土结构是指在相应比例尺下具有固定的轮廓界限及特殊力学作用的单元体。根据比例尺的大小不同，单元体可以从宏观的单层、土层块体到微观的微集聚体及矿物晶体微粒，分为宏观、中观和微观结构[5] 陈甦[6]等根据水泥粉喷桩桩体钻芯试件的物理力学性质测试数据以及水泥土X 射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）测试结果，分析了水泥土强度形成机理以及室内外水泥土无侧限抗压强度相关关系，提出了水泥粉喷桩桩体水泥土的水泥掺入比建议值。 何润芝[7]等通过扫描电子显微镜研究高压喷射注浆水泥土固化机理，指出与单纯水泥土相比，外加剂等量取代水泥质量分数的 20%可提高水泥土抗压强度 40%以上，并能提高抗渗性能。SEM 分析表明：掺外加剂后固结体中生成的钙矾石晶体起到填充空隙、穿插、增强固结体的作用，CSH 胶体具有胶结土颗粒的效果。 丁佩民[8]等通过 X 射线衍射仪研究水泥处理淤泥膨胀试验及矿物机理。试样的初次膨胀值很不显著，但二次浸水膨胀试验表明试样的总膨胀量有增大的趋势，试样的 X 射线衍射分析从矿物形成方面解释了水泥土膨胀性能的内在机理。 刘顺妮[9]等采用水泥和外加剂对高含水粘土进行固化试验，并运用 X 射线衍射和扫描电子显微照相等对加固土进行了分析。发现当粘土含水量较高（48%左右）时，在水泥中掺入 14%的石膏及 3%的硫酸钠，能大幅度提高固化土的强度。 刘顺妮[9]等通过石膏等外加剂对不同含水量粘土的固化试验以及 XRD和 SEM发现对于高含水量粘土，增加外加剂含量有利于提高水泥土强度，粘土含水量较低时，应适当控制外加剂含量，避免造成体积膨胀而引起试样强度下降。 王文军[10]等将纳米硅粉作为外掺剂应用与水泥土改性研究，通过室内无侧限抗压强度试验，结合水泥石强度试验和 X 射线衍射（XRD）试验，研究了纳米硅粉对水泥浆的改性效果和改性机理，通过扫描电镜（SEM）测试，分析了纳米硅粉水泥土的微结构特点及微结构形成过程，提出了纳米硅粉水泥土的固化机理。源]自=优尔-·论~文"网·www.youerw.com/  孙如华[11]等采用扫描电镜、X-射线衍射方法研究了拟建矿井龙固矿深部粘性土的微观结构，并进行了力学强度的测试，初步探讨了其工程地质特征及影响因素，其结果可为微观结构和宏观力学性质的研究提供参考依据。 徐超[12]等采用室内无侧限抗压强度和微观结构试验的方法，通过改变土样含盐量的办法，探讨水泥土的微观结构特征，以及其对水泥土强度的影响。 张维刚[13]利用化学分析、电镜扫描分析、无侧限抗压强度等实验，分析天然软土、水泥土样品宏观及微观特征，找出宏观力学性质和微观变化之间的关系，并且从微观分析研究了水泥土加固软土的作用机理。 张留俊[14]等通过软土和水泥搅拌土的各种电镜扫描照片资料，介绍和分析了不同类型软土和水泥搅拌土的微结构特点，解释了水泥搅拌桩强度形成机理。 李俊才[15]等通过对天然软土以及现场、室内的水泥土样品进行微观对比分析研究, 从另一侧面分析研究了水泥土加固软土的作用机理。 顾明芬[16]通过室内试验，探究电阻率结构参数法反映水泥土宏观强度的可行性，揭示出水泥土试块强度的形成机理及其抗压破坏过程的微观结构变化规律。