基于细观结构的SPP类液态稳定剂加固土机理及试验研究

摘要

土的结构是决定土的工程性质,特别是变形及强度的基本内在因素,可以通过利用土的结构尤其是细观结构并对其进行重构改变其力学性质,以达到加固的目的.近年来,在公路、水利等进行填土工程时运用较多的稳定固化剂处理土质进行加固的方法,通过化学处理的手段,或与土中水发生化学反应,产生胶结物质,或通过改变土粘粒双电层,增强土颗粒间的粘结力(实际上是表面力),同时通过物理的方法(压实,挤密),对土的细观结构进行重构,增强土颗粒间的连结,在宏观上表现为土强度和变形性质的改善,从而使原来不符合使用条件或不良的土质能满足要求应用于工程上.土体的细观结构是指土颗粒或颗粒聚合体之间的相对位置、排列特征、接触状态、粒间连结、胶结物及胶结状态、粒间孔隙大小与形状.细观结构研究的对象是颗粒或颗粒聚合体间所发生的作用、结果及内在的原因.本文通过探索性的研究SPP(SulphonatedPetroleum Products,石油磺化制品)类液体稳定剂对土质的加固机理,探讨从通过充分利用土的原有成分而在土细观结构平台上对土质进行加固的途径.进行了阳离子交换量测试、X-射线衍射试验及扫描电镜试验以观察研究SPP类液体稳定剂的对土的表面化学、电化学性质及土在(微)细观结构的改造作用及效果.以上试验结果显示稳定剂通过高效的离子交换,减薄粘土颗粒双电层厚度,增强了粒间连结,作用后土颗粒或颗粒聚合体相对位置靠近,排列更紧凑,且由于微观结构层次-晶格变异在稳定剂作用所起的贡献率仅为30％左右,证明细观结构是液体稳定剂加固土作用发生、发展的

目录

文摘

英文文摘

第一章绪言

1.1问题的提出与研究意义

1.2土结构研究、土结构与工程性质关系研究现状

1.2.1土结构的定义

1.2.2土结构的研究与进展

1.3土质加固技术的现状及发展趋势

1.3.1土质加固技术目的和意义

1.3.2土质加固技术的分类

1.3.3土质加固技术的发展趋势及存在问题

1.4土稳定固化材料的应用现状

1.4.1土壤稳定固化材料的分类

1.4.2土壤稳定固化材料应用

1.5本文的研究思路与内容

第二章SPP类液体稳定剂的细观结构加固机理研究及试验验证

2.1概述

2.2 SPP类液体稳定剂的加固机理

2.2.1 SPP类液体稳定剂的组成及特性

2.2.2 SPP类液体稳定剂的固化稳定机理

2.2.3外部的物理压密作用

2.3土的结构尺度及其在SPP类液体稳定剂加固作用中的意义

2.3.1土体结构连接与结构强度构成

2.3.2土结构的尺度及层次划分

2.3.3细观结构物理涵义以及与宏、微观结构的差异

2.3.4细观结构是液体稳定剂加固作用的主要场所

2.4 SPP类液体稳定剂的细观结构加固机理的试验验证

2.4.1阳离子交换量测试

2.4.2扫描电镜(SEM)测试

2.4.3 X-射线衍射试验

第三章 液体稳定剂加固土的室内试验研究

3.1试验方案

3.1.1试验材料的选取及其性质

3.1.2试验方法及试验环境

3.2试验结果分析

3.2.1基本物理性质试验

3.2.2力学性质试验

3.2.3渗透试验

3.2.4胀缩性试验

3.2.5湿化(崩解)试验

3.3试验结果综合分析

第四章SPP类液体稳定剂的应用研究

4.1液体稳定剂加固土工程模拟试验

4.1.1试验目的

4.1.2试验材料及试样制备控制指标

4.1.3试验方法

4.1.4试验结果

4.1.5试验结果分析

4.2 SPP类液体稳定剂工程实例

4.2.1工程概况

4.2.2施工准备及过程

4.2.3施工过程中和完毕后的试验检测

4.2.4两类土基的外观及现状

4.2.5液体稳定剂稳定土施工的技术经济评价

第五章结束语

5.1结论

5.2进一步研究的展望

参考文献

致谢