桂林红黏土的水泥土力学性能试验研究及微观分析

摘要

桂林地处强岩溶发育区，红粘土分布在灰岩的上部，约占整个第四系分布面积的75%。红黏土广泛发育于峰丛谷地、峰林平原、孤峰平原之上，峰林、洼地之中，处于桂林市主要的建筑区域。桂林红粘土的硬度是随着深度的增加而减小的，大致从硬塑过渡到流塑。分带的完整性跟基岩上覆土层的厚度有关，且在基岩上覆土层较薄处，一些状态尤其是软塑、流塑状态会出现缺失。桂林红粘土的力学性能也是上层强度高，越往下其强度越低。这会使得下层软塑红黏土不能直接做持力层，而需要进行地基处理。考虑到用水泥改良红黏土具有效率高、效果明显、造价低以及对周围环境影响小等因素，对水泥土的研究也成为就越来越热门的课题。有一些学者试验得出了水泥掺量的范围，还有一些学者给出了水泥土的影响因素分析等等。但是对有关水泥土问题的研究还很缺乏、还存在很多的不足之处。 为了探讨在岩溶区采用深层搅拌法加固红粘土软弱下卧层，本文通过在不同水泥掺量(7%、10%、15%、20%、25%、30%)、外加剂（本文采用的是石膏、木质素磺酸钙两种物质，其中石膏占水泥重的2%，木质素磺酸钙占水泥重的0.8%）的加入与否等条件下制备不同的水泥红土，采用单因子变量的原则对水泥加固下层软塑红黏土的地基处理方法进行室内模拟，本实验是控制水泥掺量、外加剂、龄期三个变量对水泥土的无侧限抗压强度、抗剪强度以及扫描电子显微镜试验。对比不同龄期（7d、28d、60d、90d、120d）、水泥掺入比及掺加外加剂的效果，得出水泥土强度的几种主要影响因素及其与强度的关系,并推算出不同水泥掺量、不同龄期下水泥土之间的强度公式，以及得出：有外加剂加入的水泥红土在水泥掺量在15%～25%的无侧限抗压强度明显提高，而在水泥含量小于15%和大于25%的情况下，无侧限抗压强度qU的提高不如水泥掺量在15%～25%时的qU明显。并从经济的角度得出最佳加固效果时的水泥掺量为15%~25%。在外加剂影响方面得出：在无外加剂的情况下，水泥的最佳掺入量为18%~22%；在有外加剂的情况下，水泥的最佳掺入量为15%~20%。 从微观上对各变量对软弱红黏土的影响实质做了分析并得出：水泥的加入使得红土的表面多了很多细微的颗粒和针状物，且随着水泥掺量的增大这种现象越明显。且随着水泥掺量的增大，会有细颗粒独自成团的现象出现，保持着很高的表面积和极强的结构性，这都是水泥使红黏土强度增强的本质体现。水泥的填充、胶结同上层有铁质胶结的红黏土一样能够使得“软化”状态的红黏土“硬化”。并结合工程现场的高压旋喷桩施工进行试验研究和检测对物理力学试验进行了验证。

目录

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1选题背景和意义

1.2 红粘土及水泥土研究现状及存在的问题

1.3 研究内容与技术路线

1.4本文研究的创新点

第2章 水泥土桩的室内模拟及数据分析

2.1 水泥与土的作用机理

2.2 水泥土的无侧限抗压强度试验

2.3 试验结果及分析

2.4 本章结论

2.5 本试验注意事项

第3章 水泥土的微观结构特性研究

3.1 前言

3.2 样品的制备及扫描电镜

3.3 扫描电镜的结果分析

第4章 高压旋喷法处理红黏土的现场试验研究与检测分析

4.1 桂林红粘土的地质背景及成因分析

4.2 桂林某工程红粘土的场地工程地质条件

4.3岩土参数的确定

4.4工程地基设计、施工要求

4.5检测场地的工程概况

4.6现场主要检测仪器设备

4.7试验方法和评判标准

4.8 检测状况

4.9检测结果

4.10本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

个人简介

申请学位期间的研究成果及发表的学位论文

致谢