黄土注浆固化过程中电阻率特性研究

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1、本文工作得到了以下科研项目经费资助：项目来源：黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室开放课题项目名称：《基于交流阻抗法的黄土结构性基础研究》批准号：KLTLR-Y13-4太原理工大学硕士研究生学位论文黄土注浆固化过程中电阻率特性研究摘要注浆法常被用来加固既有建筑物地基，具有施工简单，加固效果好等优点，但在加固过程中会产生一定的附加沉降，从而影响了工程质量。因此研究注浆固化过程中土体结构变化就十分有必要。通过研究材料的电化学性能来分析材料的微观结构已经成为一个研究热点，把土看作多孔的电化学体系，土的内部结构变化可以由电参数的变化反映出来。本文通过对黄土注浆固化，结合

2、电阻率法和直剪试验，测试了注入三种不同浆液（水玻璃溶液、水玻璃-氯化钠混合溶液和水玻璃-氯化钙混合溶液）的土体在固化过程中的附加变形和电阻率参数，以及注浆前后的破坏剪应力，揭示了注入三种不同浆液的土体电阻率参数-固化时间、电阻率-电流频率和附加变形-固化时间之间的关系，结合土体电阻率参数变化分析了注浆固化过程土体结构变化，并通过破坏剪应力的变化对比了不同浆液固化黄土的效果。研究结果表明：（1）黄土注浆（水玻璃溶液、水玻璃-氯化钠混合溶液和水玻璃-氯化钙混合溶液）固化过程中，无论是竖向电阻率还是横向电阻率，随着固化时间的增加均先减小并最终保持稳定；初步分析产生这一现象的原

3、因是注浆后土体的含水量和饱和度增大，并且导电阳离子增加。根据竖向和横向电阻率减小的幅度可将电阻率随时间变化的过程分为三个阶段：陡降段（0~约100min）、缓降段(约100~200min)和平稳段(约200min后)。（2）本试验采用交流法测电阻率，注入三种不同浆液的黄土电阻率（竖I太原理工大学硕士研究生学位论文向和横向）与电流频率均呈现以下关系：当电流频率低于50kHz时，电阻率随着电流频率的升高急速降低；当电流频率高于50kHz时，随着电流频率的升高，电阻率保持稳定。因此，当电流频率低于50kHz时，因此，当电流频率低于50kHz，较小的频率波动会严重影响电阻率测试

4、结果，建议测试时采用的电流频率范围：50kHz~1MHz。（3）黄土注浆（水玻璃溶液、水玻璃-氯化钠混合溶液和水玻璃-氯化钙混合溶液）固化过程中，平均结构因子随固化时间的增加先减小并最终保持稳定，平均形状因子的变化趋势与平均形状因子一致，各向异性系数随固化时间的增加先增大后稳定。结合固化过程中黄土内部发生的物理化学反应，对比横竖向电阻率随时间变化趋势，可将三者随时间的变化曲线划分为三个阶段：湿陷阶段、置换阶段与固结阶段。（4）对注浆前后黄土的破坏剪应力值进行对比发现：注浆后黄土的破坏剪应力值较未注浆黄土有增加，说明浆液确能改变土体工程特性。改变水玻璃溶液浓度、混合溶液中

5、氯化钠含量和氯化钙含量会对注浆后土体强度产生影响，本试验得出各浆液最佳配比如下：水玻璃溶液最佳浓度为25%，氯化钠与水玻璃的最优质量比为3%，氯化钙与水玻璃溶液的最优质量比是9%。（5）注浆过程中，土体会产生一定的附加变形，虽然相对土的湿陷量较小，但不容忽视，在工程实践中应重视。关键词：黄土，注浆，电阻率，电流频率，附加变形II太原理工大学硕士研究生学位论文RESEARCHONELECTRICALRESISTIVITYCHARACTERISTICSOFLOESSINPROCESSOFGROUTINGREINFORCEMENTABSTRACTWiththeadvantag

6、esofsimpleconstructionandgoodstrengtheningeffect,groutingmethodisoftenusedtoreinforceexistingbuildingfoundation.Butintheconsolidationprocess,itwillgenerateacertainamountofadditionalsettlement,thusaffectingthequalityoftheproject.Soitisverynecessarytoresearchsoilstructureintheprocessofgrou

7、tingsolidified.Ithasbecomearesearchhotspotthatthroughstudyingelectrochemicalpropertiestoanalysisthemicrostructureofmaterials，theinternalstructurechangeofsoilcanbereflectedbytheelectricalparametersifsoilisviewedasporouselectrochemicalsystem.Throughgroutingsolidifiedloess，w