从微结构角度分析温度对水泥土强度形成的影响

《从微结构角度分析温度对水泥土强度形成的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、http://www.paper.edu.cn1从微结构角度分析温度对水泥土强度形成的影响112胡昕，洪宝宁，闵紫超1河海大学岩土工程研究所，江苏南京210098)2江苏新筑预应力工程有限公司，江苏南京(210003)E-mail：moyuan@126.com摘要：为研究温度变化对水泥土强度形成的影响，将两种水泥土样分别在25±2℃、10±2℃、0±2℃的温度下进行养护，随后测试各龄期试样的无侧限抗压强度，并拍摄不同龄期各试样的微结构图片，提取并分析微结构特征参数。研究表明：龄期（1～4天内）较短时，水泥土无侧限抗压强度对温度变化不敏感，在7～40天内，提高养护温度

2、，水泥土无侧限抗压强度显著增大；随着龄期的增长，水泥土微结构量化参数均发生了显著变化，且具有一定的规律性；养护温度高于10℃时，水泥土内部的水泥易于水化；粉土土粒之间缺少结构性联结和相对较低的孔隙比造成了水泥粉土强度相对较低。关键词：水泥土；微结构；温度变化；强度形成中图分类号：TU411.921.引言水泥土材料来源广泛、价格低廉，物理力学性能远优于原状土，目前广泛应用于河道护坡、水池护壁、基坑支护及路基的改良和加固建筑工程的复合地基等各类工程中，取得了良好的技术经济效益。水泥土是依靠机械力搅拌或射流冲切，把软土与水泥浆（或粉）混拌在一起形成的。水泥加入软土后，软土

3、和水泥之间发生复杂的物理化学作用，水泥土所表现出来的各种物理力学特性，都是其内在成分和微结构改变所致，故微结构对土的性质的变化起着决定性的作用。水泥土强度形成的影响因素众多，主要分为以下几类：①拟加固原状软土的土质和特性；②水泥等固化料的成分、种类和掺合量；③养护环境条件和龄期；④拟加固原状土的含水量、[1]渗透性和施工工艺方式及水泥浆液的水灰比。目前，针对水泥掺入比、养护龄期、水泥自身特性、原状土含水量及渗透性等影响因素的研究，国内外学者已开展了大量工作，并取得[2]了许多有价值的结论。有关温度变化对水泥土加固效果影响的研究，仅赵峥嵘等通过室内水泥土在不同温度条件

4、下的单轴抗压强度试验，从宏观上研究了温度、龄期与水泥土单轴抗压强度三者之间的关系。而考虑微结构演化的水泥土强度形成研究一般均在固定影响因素的条件下进行，主要从以下三个角度出发：①运用扫描电镜（SEM）、电子探针、透射电镜等手段对水泥土的微结构进行直接关系，并结合宏观力学参数的变化对水泥土的固化机理进行[3][4][5]分析，如李俊才、王清、王文军等，这类方法往往制样技术复杂，费用昂贵，且不能连续观测水泥土强度形成过程中微结构的变化；②运用压汞法、电阻率法间接测试水泥土微[6][7]结构的变化，如顾明芬等，这类方法往往结构要素物理意义不明确，无法真实反映水泥土强度形成

5、过程中微结构的演化规律；③运用连续介质力学的方法，建立水泥土结构模型，[8][9]如黄新等，这类方法对水泥土结构要素进行了过多简化，往往不能模拟水泥土强度形成过程及其受温度、水等因素的影响。由于上述研究不能从微结构演化角度分析温度及土性对水泥土强度形成的影响，本文运用自主开发的微结构光学测试系统对不同养护温度下的两类水泥土的强度形成过程中微结1本课题得到国家自然科学基金项目（No.50279008）和江苏省交通科学研究计划项目（No.04Y017）的资助。-1-http://www.paper.edu.cn构的变化进行了全程跟踪观测，拍摄了相应的图片，提取了对应的微

6、结构量化参数，根据微结构量化参数的变化分析了水泥土的强度形成机理，并探讨了温度及土性变化对水泥土强度形成的影响。表1素土的基本物理力学参数Tab.1Basicphysicalmechanicsparametersofplainsoils干密渗透天然含水率密液限塑限压缩模量类别度系数度33-1%g/cmg/cm%%cm/sMPa-5粉土27.81.521.9422.216.75.6×1014.8-7粘土36.71.311.8147.228.31.1×102.55表2水泥的主要技术指标测试值Tab.2Maintechnicalcriteriatestdataofceme

7、nt凝结时间(h)安胶砂强度抗折/抗压（MPa）需水量定(%)初凝终凝3d7d28d性合25.223.54.17/22.45.32/29.96.42/38.76格(a)粘土(b)粉土图1未加固素土的微结构图Fig.2Photomicrographofunreinforcedsoils2.材料和方法2.1材料基本性质本研究素土（粘土和粉土）取自连盐高速公路盐城段某取土坑，在进行水泥土试验之前，为了解素土的基本物理力学性质，对其进行了一系列的常规试验：含水率试验、密度试验、液塑限试验、渗透试验、颗粒级配试验和压缩试验。两种素土的基本物理力学性质见表1。加固前的SEM