软土路基固化改良性能研究.pdf

随着地区联系日益紧密，人们的出行需求不断增大，我国道路建设不断增快。道路线路增多的同时也会遇到各种类型的地质状况，因此软土地质逐渐受到人们重视。通过室内试验，研究 水泥固化剂对软土路基改良效果，采用对比分析得到以下结论：随着养护龄期增大，固化土效果有所增强，但当掺量较小时，养护龄期增大反而会降低土体强度；改良后土体强度随着掺量增加不断增大，但当掺量增加到，再增加掺量时土体强度增量降低，故存在最优掺量；随着掺量增大，养护龄期增加，浸水后固化土强度增加，水稳定性系数增大。关键词：软土路基；固化剂；强度；稳定性中图分类号：犝 文献标识码：犃 引言随着我国经济发展，地区之间联系紧密，人们对交通出行的需求量越来越大，我国道路建设也随之快速发展然而随着道路里程不断增加，各种地质状况也随之出现软土作为一种工程性质较差的土，在道路施工中常常难以直接利用，然而将其废弃再换填符合要求的土往往需要大量的挖方以及运输，经济成本高昂且转运周期漫长，严重影响施工进度因此，采用一些处理方法将改变软土性质，提高软土承载力，使其满足路基承载力要求上世纪八十年代，唐业清对冲填地质的工程性质进行分析研究，分析发现了冲填地质力学性质不稳定，在早期具有沉降变形大、承载力低以及水稳定性差等问题杨坪等通过改变振动频率与动应力模拟车辆荷载，研究了路基破坏时孔隙水压力的变化韩会令等通过研究发现，这些土体力学性质难以满足工程需求，需要处理后才能使用吴小勇分析研究了塑料排水板的应用效果，并结合具体工程阐述施工工艺与流程缪东等通过现场试验，研究了真空预压法对软土地基的力学性能改良效果随着国内外学者交流逐渐增多，国外学者通过添加剂改良软土特性的研究传入国内，引起我国学者的研究兴趣戴丽菜等提出一种新型的复合无机固化材料“”，能够广泛应用于软土地基，并通过试验证明改良后土体能够满足路基填土的各项力学指标杨晓鹏研究了了 固化剂对软土路基的可行性，该固化剂使用简单且具有良好的抗冻性与水稳定性，固化效果能持续较久况宏伟等通过分析多种固化剂与骨料掺入土体的改良效果，得到结论证明 能够改良土体，为工程实践提供技术支持本研究在前人基础上，使用 水泥固化剂对软土路基进行加固处理，通过室内试验分析土体力学性能，探究改良后土体能否满足路基承载力要求 软土加固技术软土是一种具有高含水量、高塑性指数的土体，同时具有重度小、渗透性小的特点，因此决定了这种土体高压缩性、低强度的工程特性，难以直接作为工程用土投入使用必须经过处理，使其力学性质发生改变方可投入工程建设我国传统的软土加固技术主要是采用物理方式，在施加外力作用下快速改变土体的性质随着国内外技术相互融合借鉴，采用添加化学剂改变土体性能的方式逐渐被人们接受，并逐渐投入工程实践第 卷 第期 年月河 北 建 筑 工 程 学 院 学 报犑 犗 犝 犚 犖 犃 犔犗 犉犎 犈 犅 犈 犐犐 犖 犛 犜 犐 犜 犝 犜 犈犗 犉犃 犚 犆 犎 犐 犜 犈 犆 犜 犝 犚 犈犃 犖 犇犆 犐 犞 犐 犔犈 犖 犌 犐 犖 犈 犈 犚 犐 犖 犌犞 狅 犾 犖 狅 犑 狌 狀 物理加固物理加固方式作为传统加固方式发展到目前已经较为成熟，仅以以下几种具有代表性的加固方式为例作为说明（）强夯法主要特征为将重锤抬升到一定高度后落下，夯实软土层，从而达到快速固结土体的效果升至高空的重锤将重力势能转化为动能，强大的冲击波将土体孔隙压缩，达到加固土体的效果强夯法优点在于原理简单，操作方便，短时间内可以获得良好效果，同时价格低廉，低碳环保但由于其操作方式简单，在重锤落下时会产生巨大噪声并伴随强烈震动，对周围居民及建筑物会产生较大影响（）换土垫层法将充当持力层的软弱土层按照需要宽度与深度替换为强度高的垫层一般选取碎石、砂、灰土、矿渣等作为回填材料换土垫层法的优点在于回填材料粒径较大、性能稳定，能够起到支撑作用且价格低廉，容易获得但需要保证在开挖过程中边坡稳定性，且回填垫层需要搅拌均匀才能回填（）堆载预压法在施工开始前对地基土体施加压力，铺设排水管道加速路基土体中孔隙水的排出，促进土体固结，短时间内达到承载力要求堆载预压法的优点在于产生的沉降相对均匀，操作简单，不会污染环境以及产生噪音危害，运输方便，具有可控性但在堆载过程中要求较为严格，需要大量的堆载材料，以便于控制沉降速率，同时由于需要时间使土体固结，导致工期增长 化学加固相对于物理加固法施加机械力改变土体性质，采用化学加固法则是使用化学剂与土体粒子间发生反应，以达到增强土体强度、固化土体的作用化学固化剂主要成分包括有机物、无机物以及生物酶等能够与土体颗粒发生化学反应的物质相对于物理加固法，采用土壤固化剂有以下几种优势：（）固化效果持续有效固化剂中的有效粒子与土粒在水的作用下可以持续发挥作用，达到长期固化的效果（）具有良好的抗冻性能软弱土本身具有较高的含水率，气温较低时容易发生冻胀危害，掺入固化剂后，有效降低土体中自由水含量，提高土体抗冻性能（）经济效益明显不需要大量碎石材料，同时有效利用原位土体，避免造成二次运输，降低成本且不会对工期造成过大影响 试验方法 土体无侧限抗压强度试验本试验通过控制试验变量，分别分析 水泥对软土地基的固化作用，具体试验方案如表所示表无侧限抗压强度试验结果掺量龄期（）为便于直观分析试验所得数据，绘制曲线如图所示河 北 建 筑 工 程 学 院 学 报第 卷（）掺量对无侧限抗压强度的影响（）养护龄期的无侧限抗压强度的影响图掺量与养护时间对无侧限抗压强度的影响由图（）可知当掺量较低时，随着养护龄期的增大，土体强度先增大，而后下降分析原因，发现随着养护龄期增加，固化剂逐渐与土颗粒反应完全，由于掺量较低，没有固化剂继续与土颗粒发生反应，因此土体强度下降而随着掺量增加，固化剂能够持续与土颗粒发生反应，使土体强度保持在较高的一个范围由图（）可知，随着养护龄期增长，同一掺量下土体强度增加不明显，但随着掺量不断增大，土体强度不断增加，由图可知，掺量为和 时，土体强度接近，说明掺量增加到一定程度后对软弱土体的固化效果达到上限 水稳定性试验水稳定性能够反映路基土体的耐久性试验将掺入 水泥固化剂的改良固化土浸水后测试无侧限抗压强度，将试验所得数据整理表格如表所示表浸水后抗压强度及水稳定系数掺量龄期（）标准养护强度（）浸水一天强度（）水稳定性系数 为便于直观分析试验所得数据，绘制曲线如图所示（）养护龄期对强度的影响（）养护龄期对水稳定系数的影响图浸水后土体强度试验研究第期许凤荣软土路基固化改良性能研究分析曲线发现，相同养护龄期下，掺量越大，浸水强度与水稳定性系数越大相同掺量下，随着养护龄期增加，浸水强度与水稳定性系数增大 结论采用控制变量法，分析 水泥固化剂在不同影响因素下以及浸水后固化土的强度和水稳定性系数，通过曲线对比图分析，得到以下结论：（）随着养护龄期增大，固化土效果有所增强，但当掺量较小时，养护龄期增大反而会降低土体强度（）改良后土体强度随着掺量增加不断增大，但当掺量增加到，再增加掺量时土体强度增量降低，故存在最优掺量（）随着掺量增大，养护龄期增加，浸水后固化土强度增加，水稳定性系数增大参考文献 唐业清填土的工程性质铁道标准设计通讯，年 期：杨坪，唐益群，周念清，等车辆荷载作用下冲填土的孔压发展试验研究地下空间与工程学报，年 期：韩会令，刘振旺，李国杰滨海吹填造陆地区岩土工程勘察问题分析与评价土工基础，年 期：吴小勇，吴苇琳塑料排水板软基处理施工工艺在珠江堤防工程中的应用建材与装饰（中旬刊），年 期：缪冬，盛东升，张红，等吹填土无砂真空预压工艺及加固效果分析土工基础，年 期：戴丽菜，杨世基，潘志华新型复合固化材料的开发研究中国公路学报，年 期：杨晓鹏 土壤固化剂固化土基层施工陕西水利，年 期：况宏伟，余珍，雷国平，等 土壤固化剂在长江航道削坡土上的固化试验水运工程，年 期：犛 狋 狌 犱 狔狅 狀犆 狌 狉 犻 狀 犵犐 犿 狆 狉 狅 狏 犲 犿 犲 狀 狋 狅 犳犛 狅 犳 狋 狊 狅 犻 犾 犛 狌 犫 犵 狉 犪 犱 犲犡 犝犉 犲 狀 犵 狉 狅 狀 犵（，）犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋：，犓 犲 狔狑 狅 狉 犱 狊：；河 北 建 筑 工 程 学 院 学 报第 卷