固化土微观测试评价方法述评

摘要

土是一种最基本的工程材料,而天然土体的性质往往难以满足工程需要.近年来,因土体固化/稳定(S/S技术)后具有适用范围广、强度易改善等优点,目前固化土已得到广泛关注与应用.在固化土体的过程中,涉及了复杂物化反应,为认清固化机理、评价固化效果、获得改进措施,有必要完善微观研究固化土的方法,建立相应的测试评价体系.目前,固化土的微观测评主要集中在物质组成分析和微观结构分析两部分.相应的测试方法主要包括X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜-能谱分析系统(SEM/EDX)、电子计算机断层扫描技术(CT)、压汞法(MIP)、电阻率法、核磁共振(NMR)等技术.然而,这些主流测试方法用于固化土微观测评仍存在一些问题.这些弊端可能是技术不够成熟所致,或是源于对测试原理与固化机理关系的认识不清,亦可能是方法本身固有的弊端,因此对于当前主流测试方法,仍有广阔的空间去改进、探索与发展.通过合理的试验设计能够获得XRD包含的潜在信息,并解决定量问题;通过对SEM的数据分析以及和其他技术的配合使用,可以在一定程度上掌握固化土微观的三维形貌及图像内微区的物质信息;通过对CT技术的改进,能够在无损的前提下,实现固化土微观结构的三维重构,测评固化效果;通过对MIP样本制作过程的优化与模型方程的改进,可以在一定程度上避免"瓶颈孔"、"遮蔽孔"等问题,减小试验误差;通过对电阻率法的不断优化,能够实现对固化土快捷、无损且连续的大区域现场评价;通过对NMR测试过程与反演过程的研究,有助于提高检测精度,降低对样本的要求.本文综述了当前固化土研究中常用的微观测试方法,重点分析了固化土研究中这些方法的常见问题,并总结了当前主要的改进措施,指出准确理解方法的机理是应用的基础,并提出对未来固化土微观研究发展方向及研究模式的展望,以期为固化土的微观测试研究提供参考.