抗疏力土壤固化剂的应用研究

论文摘要

本文以抗疏力添加剂:水剂CONSOLID444（C444）和粉剂SOLIDRY（SD）作为固化剂,以重庆与贵州地区的粘性土作为固化对象,从抗疏力固化土的路用性能研究着手,结合对比传统的石灰稳定土开展试验研究。论文深入探讨了抗疏力添加剂的固化机理。并通过一系列室内试验,对抗疏力固化土的配合比进行研究,最终确定抗疏力添加剂C444和SD的最佳掺量（水剂C444—0.8 L/m3、粉剂SD—20 kg/m3）。在此基础上,对抗疏力固化土的饱水无侧限抗压强度、室内回弹模量、间接抗拉强度、膨胀量、CBR值以及抗渗、抗冻、水稳、干缩性能进行了试验研究并与传统的石灰稳定土进行对比分析,证实了抗疏力固化土有着良好的力学特性及耐久性能。抗疏力固化土可提高CBR值3倍甚至3倍以上,大大超过石灰稳定土。相比石灰稳定土,抗疏力化土凝固时间快,早期强度高,能大大缩短工期,提高工作效率,降低成本。此外,抗疏力固化土还具有可循环再生使用性。抗疏力固化土能够大大减少土壤的膨胀现象,效果明显优于石灰稳定土。在相同养护条件下,抗疏力固化土7d、28d、90d的无侧限抗压强度、抗压回弹模量以及劈裂强度均明显高于石灰稳定土。抗疏力固化土的抗渗性优于石灰稳定土,其渗透系数都达到了10-6cm/s数量级,且由于固化土后期强度还会继续增长,其渗透系数还会相应有所降低,故均能满足一般道路工程对基层材料抗渗性的要求。抗疏力固化土经五次冻融循环后,其结构的整体强度尚未被破坏,仍保有一定强度,而石灰稳定土的结构受到了严重破坏,甚至丧失了整体强度,因而抗疏力固化土的抗冻性较石灰土得以改善。在成型后的较短时间内,抗疏力固化土还不足以形成水稳性能明显优于石灰稳定土的粒间连结,相比石灰稳定土,其早期水稳性能略有改善。在相同的收缩环境条件下,随着暴露时间的增长,抗疏力固化土的失水量、收缩应变均低于石灰稳定土,说明抗疏力固化土干缩性能优于石灰稳定土。对比分析表明:利用抗疏力固化土代替传统的石灰稳定土基层有着广阔的应用前景,不仅能大大降低工程造价、提高工程质量,而且在节约土地、环境保护方面也具有深远意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及必要性
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 存在的问题
• 1.3 研究内容
• 第二章 固化剂作用机理分析
• 2.1 土壤稳定剂的分类
• 2.1.1 土壤固化的概念
• 2.1.2 土壤固化剂的分类
• 2.2 土壤固化剂的作用机理分析
• 2.2.1 作用机理概述
• 2.2.2 传统石灰土固化机理分析
• 2.2.3 抗疏力固化剂固化机理分析
• 2.3 小结
• 第三章 抗疏力固化土的配合比试验研究
• 3.1 选取土样及其性质分析
• 3.1.1 土颗粒分析试验
• 3.1.2 土样物理力学性质指标试验
• 3.1.3 土样工程分类及其评价
• 3.2 抗疏力添加剂的配合比试验
• 3.2.1 最佳含水率和最大干密度的测定
• 3.2.2 配合比试验研究方法
• 3.2.3 试验结果与分析
• 3.3 小结
• 第四章 抗疏力固化土的力学特性研究
• 4.1 无侧限抗压强度试验
• 4.1.1 试验方法
• 4.1.2 与石灰稳定土在不同龄期下无侧限抗压强度的对比与分析
• 4.1.3 抗疏力固化土受压破坏过程描述
• 4.2 室内回弹模量试验
• 4.2.1 试验方法
• 4.2.2 与石灰稳定土在不同龄期下回弹模量的对比与分析
• 4.3 间接抗拉强度试验
• 4.3.1 试验方法
• 4.3.2 与石灰稳定土在不同龄期下间接抗拉强度的对比与分析
• 4.4 CBR（加州承载比）试验
• 4.4.1 试验方法
• 4.4.2 素土、石灰稳定土、抗疏力固化土7Ｄ、28DCBR 值对比与分析
• 4.5 小结
• 第五章 抗疏力固化土的耐久性能研究
• 5.1 抗疏力固化土抗渗性能试验研究
• 5.1.1 试验方法
• 5.1.2 与石灰稳定土渗透系数的对比与分析
• 5.2 抗疏力固化土抗冻性能试验研究
• 5.2.1 试验方法
• 5.2.2 经5 次冻融循环后两种固化土的对比与分析
• 5.2.3 冻融破坏机理分析
• 5.3 抗疏力固化土水稳性能试验研究
• 5.3.1 试验方法
• 5.3.2 与石灰稳定土水稳系数的对比与分析
• 5.4 抗疏力固化土干缩性能试验研究
• 5.4.1 试验方法
• 5.4.2 与石灰稳定土干缩应变、平均干缩系数的对比与分析
• 5.4.3 抗疏力固化土干缩机理分析
• 5.5 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文主要结论
• 6.2 有待进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果