CN103771810A - 一种适用于高严寒地区盐渍土的改良及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种适用于高严寒地区盐渍土的改良剂及其检测方法,改良剂由粉煤灰、电石渣、钢渣、矿渣微粉以及TG-2型土质固化剂组成。针对不同地区的盐渍土含量及类型不同,确定改良剂的配比量,对其进行改良试验,并经多次冻融循环检测装置检测其改良后盐渍土的冻胀量与溶陷性效果验证,并同时应用试件制备装置,进行改良后盐渍土试件的制备,利用三轴剪力仪检测改良后盐渍土的强度等力学参数,得出工程建设需要的技术参数,对改良盐渍土作出综合判定,具有重要的科学价值与实践意义。
Description
技术领域
本发明涉及土壤改良技术,主要是针对工程建设用地,特别是适用新疆等高严寒的自然环境地区;提供一种利用工业废料(粉煤灰、电石渣、钢渣和矿渣微粉等)对盐渍土进行改良及其检测的方法,改良后效果极佳,满足工程建设的要求,使工程建设的投入与造价得到大幅度的降低。
背景技术
盐渍土在西部地区分布十分广泛,随着国家加大对西部地区公路、铁路、机场等基础设施工程建设的投入,许多基础设施在建设过程中遇到了盐渍土地层及路基,如青藏铁路、兰新铁路、哈密至罗布泊铁路等,但是盐渍土却给工程带来了盐胀、翻浆、溶陷和腐蚀等病害问题。若直接用于填料严重影响工程的稳定性和耐久性,对工程的应用产生巨大影响;若换填大量填料就需远距离运输土料,工程造价较高。如果利用工业废料对其进行改良能够满足工程建设的需要,一方面可以节约土地资源,另一方面可以降低工业废料对环境的污染,对全国盐渍土地区的工程建设具有很高的实用价值和应用前景。
目前国内外学者对盐渍土改良技术的研究总体可以概括为物理方法和化学方法两大类:物理方法主要包括浸水预溶、强夯、换土垫层、加铺砂砾石垫层、挖排水沟降低地下水位、铺土工布隔断水分迁移通道等;化学方法主要是掺加氯化钙、氢氧化钙及固化剂等化学材料或应用传统的石灰、水泥对盐渍土进行改良,改良后的盐渍土早期强度低、体积安定性差、水稳定性差、难以满足工程需要,并在一定基础上消耗大量的天然资源和能源,因此利用对环境产生不良影响的工业废料对盐渍土进行改良研究,成为目前研究改良盐渍土的新课题。
近几年来一些学者也分别从石灰、普通硅酸盐水泥、粉煤灰、高炉矿渣、火山灰等材料的利用方面做了一些研究。例如:1)中国专利申请号200510086545.X(2005年9月30日申请,公开号为CN1743563A)公开了一种适用盐渍土土壤的固化剂,它含有普通硅酸盐水泥、高炉矿渣、粉煤灰、活性矿物掺和料、石灰碱金属或碱土金属的氢氧化物以及化学分散剂,依据一定的比例配成。该土壤固化剂能够以8%-12%的掺量有效固化硫酸盐-氯盐类型的中、强盐渍土,且易溶盐含量不超过6%的盐渍土;这种固化剂的缺点一方面是配方中采用了普通硅酸盐水泥,而生产水泥需要浪费自然资源,对环境有较大污染;另一方面该固化剂并不是对所有类型的盐渍土固化都能满足要求,因为不同地区的盐渍土离子含量差别较大,改良试剂配方也大不相同。更重要是对改良后盐渍土在高严寒地区经历多次冻融循环后,强度、冻胀量等能否满足要求没有明确的判别方法,直接应用于工程建设中,偏于危险。2)中国专利申请号200510112715.7(2005年10月10日申请,公开号为CN1746432A)公开了一种路用土壤固化剂,该固化剂包括:A)43wt%-73wt%的矿渣,B)19wt%-49wt%的碱类激发剂和C)1wt%-8wt%的盐类激发剂,该固化剂进一步还包括D)7wt%-25wt%的粉煤灰。采用该固化方法比应用石灰加固在同龄期强度明显高,且与应用32.5普通硅酸盐水泥加固的强度相当,但是价格仅为水泥价格的二分之一。但是该土壤固化剂是适用于土壤的固化剂,并不是针对高严寒地区盐渍土的改良要求而研制的,因为在自然环境冻融循环条件下,改良盐渍土的工程性能在冻融循环损失很大,能否满足要求,没有给予说明。3)宋俊涛.盐渍土路基填料改良利用研究[D].西安:长安大学,2006.对盐渍土用电石渣、粉煤灰、钢渣和矿渣微粉等工业废渣进行了改良研究,并进行了室内无侧限抗压实验、CBR试验、干湿循环、冻融循环、冷热循环等试验,研究改良后盐渍土的性质。但是这些试验研究均为室内实验,最主要的缺点是没有考虑工程在实际自然环境中综合因素对其性质的影响以及改良后盐渍土二次盐渍化的可能性,所以对盐渍土的改良也仅仅是初步阶段。
综上所述,目前本领域虽然有许多改良盐渍土的方法,以及改良后工程性质的试验研究;但是这些改良方法并没有专门针对新疆等高严寒地区改良盐渍土的方法,一些实验仍停留在室内的基本实验研究,没有真正考虑自然环境条件对改良后盐渍土工程性质的影响,所以研究结果也很难直接应用于工程建设中。因此,本领域迫切需要一种适用于新疆等高严寒地区盐渍土改良的配方,以及对改良后的盐渍土进行自然环境冻融循环模拟,综合评价改良后的盐渍土的性能否满足工程建设需要的一整套技术方法。
本发明利用工业废料,即粉煤灰、电石渣、钢渣、矿渣微粉等,再加入TG-2型土质固化剂对盐渍土进行改良试验研究,并提出改良的技术方案与配套的检测措施,使改良后的盐渍土在自然条件下的冻胀、溶陷、强度等满足工程建设的需求,并对改良盐渍土满足工程建设的需要给予定性分析和综合评价,具有重大的实践价值。
发明内容
本发明的目的在于:利用工业废料,即粉煤灰、电石渣、钢渣、矿渣微粉和TG-2型土质固化剂做配方,对盐渍土进行改良,并对改良后的盐渍土进行冻胀、溶陷、强度等工程性质的检测,使改良后的盐渍土满足工程建设的需求。
本发明的目的是这样实现的:一种适用于高严寒地区盐渍土的改良及其检测方法,原料以重量份数配制,分步骤实施;
原料:由粉煤灰3-20份、电石渣1-10份、钢渣1-8份、矿渣微粉1-10份、TG-2型土质固化剂0.01-0.06份、盐渍土60-95份组成;
制备:将粉煤灰、矿渣微粉、电石渣和钢渣依次置于搅拌机中搅拌混合均匀,再与盐渍土均匀混合,其中TG-2型土质固化剂稀释后加入混合土体中,按设计的相对密度进行试件制备;养护14天龄期后,进行无侧限抗压强度试验,确定改良试剂的最优配合比;
耐久性检验:通过室内的膨胀量试验、干湿循环试验、冷热循环试验和盐分侵蚀试验,检验改良后盐渍土的耐久性能;
冻融循环装置的试验检测:通过冻融循环检测装置检测改良后盐渍土的冻胀量与溶陷性;采用在冻融循环条件下的试件制备装置对改良后的盐渍土进行试件制备,试件制备完成后利用三轴剪力仪进行强度参数测定;
其中获取检测的技术参数:
1)盐渍土的含盐量范围为1.5-8.0%,平均含盐量为2.0-7.0%、最优含水率为12.0-16.0%,最大干密度为1.60-1.90g/cm3;
2)改良试剂添加量为5-30%;其中投加改良试剂为:粉煤灰、电石渣、钢渣、矿渣微粉、TG-2型土质固化剂与盐渍土的比例为3.0-10.0:1-10.0:1.0-8.0:1.0-10.0:0.01-0.06:60-95;
3)改良后盐渍土的耐久性能:膨胀量试验,膨胀率的试验值为1.2-2.0%;干湿循环试验,耐久性系数为0.50-0.90;冷热循环试验,强度值为2.20-3.20MPa;盐分侵蚀试验,抗侵蚀系数为0.60-0.90;
4)改良后的盐渍土的冻胀率的最大值为1.50-2.0%,降低了6.0-9.0%;改良后的盐渍土的强度最大值为2.6-3.3MPa,满足工程建设的需要。
所述的粉煤灰应满足作为水泥生产中活性材料添加的Ⅰ级指标,电石渣、钢渣、矿渣微粉为采用球磨机磨至勃氏比表面积为400-500m2/kg,TG-2型土质固化剂为市场现售产品。
本发明的机理与作用:采用化学方法,即利用固化物质来吸收盐渍土中的硫酸根离子,使硫酸根离子转化为难溶和不溶的物质,对其进行固化,从而减少硫酸盐盐胀给工程带来的破坏性,同时利用其中的盐分来激发改良材料潜在火山灰活性成分,生成更多的胶凝物质,从而在土体内部生成更多的致密网络结构,增强改良材料的稳定性与安定性,从而减少盐渍土对工程的破坏性。工业废料中的粉煤灰具有火山灰的活性,粉煤灰中的活性SiO2—Al203成分在有水存在时,就可以与Ca(OH)2发生反应,可生成水化硅酸钙(C-S-H)和水化硅酸铝(A-S-H)硬化而生成强度;电石渣主要成分为Ca(OH)2,单纯利用电石渣效果不甚理想,利用电石渣和粉煤灰混合来对盐渍土进行改良,可以提高强度,因此选择既能充分发挥废弃物的胶凝作用又相对较为经济的胶凝材料配合比设计,不仅提高了改良盐渍土的强度,而且在一定程度上抑制了体积的膨胀;盐渍土的盐分在一定强度上能够激发钢渣的潜在火山灰活性,生成部分的钙矾石晶体,造成体积的膨胀,从而在钢渣掺量较小时,易于形成较为密实的混合材料,从而提高改良盐渍土的强度;矿渣微粉的化学成分与水泥熟料相似,只是氧化钙的含量略低。矿渣微粉作为掺合料,具有良好的能长期保持的力学性能,体积稳定好等特性;TG-2型土质固化剂具有抗冻胀、耐磨、强度高等优点但是价格昂贵,在少量加入的情况下能满足工程建设的需求。
本发明设计的改良试剂对盐渍土的改良效果,经多次冻融循环检测装置检测改良后盐渍土的冻胀量与溶陷性,再应用自制的在冻融循环条件下的试件制备装置,进行改良后盐渍土的试件制备,利用三轴剪力仪检测改良后盐渍土的强度等力学参数。根据工程建设的需要,对改良盐渍土作出综合判定,具有重要的科学价值与实践意义,彰显技术进步。
附图说明
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
附图1为罗布泊地区改良试剂添加量与试件抗压强度关系曲线图;
如图所示:在少量加入改良试剂后,改良后的盐渍土试剂强度增长较快,当改良试剂含量的增加量为27%后,试件的强度值增长量减缓,但是改良试剂的成本投入增大,所以最终确定改良试剂的添加量为27%。
附图2为罗布泊地区冻胀率与周期关系的曲线图;
如图所示:罗布泊地区的原生态盐渍土冻胀率达到10.52%,冻融循环后期,冻胀率基本不再变化,反而随着冻融循环周期的增加冻胀率减小;改良后冻胀率较改良前明显降低,抑制了盐渍土的冻胀量,改良后的盐渍土在冻胀量基本维持小于2%,满足工程建设的要求。
附图3为罗布泊地区强度与周期关系的曲线图;
如图所示:结论:罗布泊地区盐渍土试件的强度随着冻融循环周期的增加,强度逐步降低,降低率达到50%左右,强度下降较为严重;改良后的盐渍土的试件强度,试件强度在12周以前,随着冻融循环周期的增加,试件的抗压强度不是降低反而增加,强度达到2.87MPa,这说明在冻融循环过程中,改良试剂与盐分发生化学变化,改变了土体的内部结构,使试件强度增加。冻融循环后期强度降低较少;总之,改良后盐渍土较改良前的盐渍土强度增幅较大,满足工程建设的需求。
附图4为喀什地区改良试剂添加量与试件抗压强度关系曲线图;
如图所示:改良试剂的配合比关系确定后,研究改良试剂添加量与试件强度的关系,由图例可知,在刚开始加入改良试剂后,改良后的盐渍土试剂强度增长较快,当添加量超过21.5%,随着改良试剂含量的增加,试件的强度变化值增长量变化较小,但是改良成本投入增大,所以确定改良试剂的添加量为21.5%。
附图5为喀什地区冻胀率与周期关系的曲线图;
如图所示:喀什地区盐渍土在冻融循环过程中,该盐渍土的冻胀率随着冻融循环周期的增加,冻胀率逐步增加,在前9周增长量达到最大,最大冻胀率达到9.33%,当9周以后,冻胀率基本不再增加,反而随着冻融循环周期的增加,冻胀率减小;改良后的盐渍土在第1周期时,冻胀量和改良前的基本相等,随着冻融循环周期的增加,冻胀率明显降低,说明改良试剂在此过程中与盐分发生反应,抑制了盐渍土的冻胀量,改良后的盐渍土在冻胀量基本都小于1.9%,满足工程的要求。
附图6为喀什地区强度与周期关系的曲线图;
如图所示:喀什地区盐渍土试件的强度随着冻融循环周期的增加,强度逐步降低,降低率达到43%左右,强度下降较为严重;改良后的盐渍土的试件强度,试件强度在10周以前,随着冻融循环周期的增加,试件的抗压强度不是降低反而增加,强度最大值达到2.75MPa;这说明在冻融循环过程中,改良试剂与盐分发生化学变化,改变了土体的内部结构,使试件强度增加。第10周后。随着冻融循环周期的增加,强度的减少值较小,总之,改良后盐渍土较改良前的盐渍土强度增幅较大。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作进一步说明。
试验方案设计:
1)采集土样
对进行改良的地区选取六个点,分层取土,对盐渍土的盐分类别及含盐量范围进行测定,确定盐渍土的种类及含盐量范围。
2)改良试剂配比研究
利用土工试验规范237-1999中轻型击实试验的要求,测定改良地区土类的最优含水率及最大干密度,按设计的密度为Smax*0.95进行试件的制备;对不同含盐量、废料掺入量、配合比等影响因素进行平行试验研究,配料后制成Φ10cm*20cm的圆柱试件,在14天龄期养护后,在应变式无侧限压缩仪上进行无侧限压缩试验,建立含盐量、废料掺入量、配合比与试件强度之间的规律,确定在该地区的盐渍土改良试验方案。
3)室内基本耐久性试验
确定改良盐渍土不同废料的最优掺入量及配合比后,然后按此方案进行圆柱试件的制备,然后在14天龄期后,通过室内的CBR(膨胀量)试验、干湿循环、冷热循环试验和盐分侵蚀试验,判别改良后盐渍土的耐久性能,判别改良后的土体耐久性能能否满足工程建设的需要。
4)模拟自然环境冻融循环冻胀量与溶陷性检测
选取工程建设区的盐渍土添加最优掺入量和配合比的改良试剂,按试验设计的密实度Smax*0.95进行试件的制备,在自制的冻融循环模拟装置的试验筒中进行装样,按要求每10cm的高度分别埋设温度感应器、盐分传感器和水分传感器,然后各传感器与信息控制系统连接,实现数字自动化控制,进行自然环境条件下的冻融循环模拟试验,分析改良后的盐渍土在冻融循环过程中,盐分、水分、温度等因素的变化关系,及在冻融循环过程中盐胀、溶陷等工程性质方面的变化量,根据工程建设的要求,对改良后盐渍土的冻胀量与溶陷性能否满足工程需要给予评价。
5)模拟自然环境冻融循环的强度检测
强度是工程建设中重要指标之一,研究在冻融循环过程中,改良盐渍土的强度参数变化很有必要。首先按最优掺入量和配合比进行试件制备,试件的大小为Φ10cm*20cm,然后放置在自制的在冻融循环条件下试件制备装置中,进行多次冻融循环模拟,模拟时的温度的设置根据所处的环境进行确定。在进行多次冻融循环后,取出试件然后放置在三轴剪力仪上进行三轴试验,测定试件的强度力学参数值,分析经过各个冻融循环周期后,改良盐渍土的强度变化趋势,判断强度值能否满足工程建设的需要。
实施例1
新疆罗布泊地区为原生态盐渍土为低液限粘土,含盐量范围为2.5%-4.2%,平均含盐量为3.3%。最优含水率为13.6%,最大干密度为1.84g/cm3;经过室内的基本试验后确定改良试剂添加量为27%,改良试剂材料粉煤灰、电石渣、钢渣、矿渣微粉、TG-2型土质固化剂与盐渍土的比例为12:3:3:5.5:0.025:76.5(见表1)。
检测验证:对试件进行14养生,7天泡水后,进行CBR(膨胀量)试验,测得膨胀率的试验值为1.53%;干湿循环试验采用干湿循环耐久性系数作为评价改良土抗干湿循环能力的指标,经过12次干湿循环后,耐久性系数为0.64;冷热循环试验为在实验室采用低温恒温仪进行,以冷热循环后的抗压强度作为评价指标,进行12次冷热循环后,试件的强度并没有那样随着循环次数的增加而降低,相反强度随循环次数而增强,强度值为2.83MPa;盐分侵蚀试验采用配比好的试件进行14天养护后,浸泡于3g/L硫酸钠溶液中7天,取出晾干后进行无侧限抗压强度试验,以抗侵蚀系数作为评价标准,该试件的抗侵蚀系数为0.79;经过室内基本实验,改良后的盐渍土基本满足工程要求。
冻融循环装置的试验检测:在7天龄期后,对其进行室内的多次冻融循环,在循环过程中强度及冻胀率随冻融循环周期的变化规律如图2、3;在对盐渍土进行改良后,盐渍土的冻胀率较改良前有较大的降低,改良后的冻胀率的最大值为1.97%,降低了8.55%;改良后的盐渍土的强度最大值为2.87MPa,经历多次冻融循环后强度降低值很小,但是较改良前有很大的增长。
试验结论综合分析:通过室内基本实验和多次冻融循环模拟试验研究,该改良方案适用于罗布泊地区该研究区的盐渍土改良,改良后盐渍土的工程性质能够满足工程建设的需要,见表1。
表1 罗布泊地区改良试剂材料配合比的确定
结论:在平均含盐量3.3%的盐渍土中,首先假定粉煤灰的添加含量为12份,逐步添加电石渣的含量(如序号1-5),体积膨胀率与抗压强度都逐步增加,但是体积膨胀率增加趋势逐步增大,而抗压强度增加趋势变缓,确定粉煤灰与电石渣的配合比为12:3;由于钢渣改良盐渍土的生成物适量膨胀有利于材料强度的增加,所以逐步增加钢渣的添加量后(如序号6-10),体积膨胀率变化相比原来不是太明显,而强度的增加较为突出,根据添加钢渣后的变化趋势,确定粉煤灰、电石渣与钢渣的配合比为12:3:3;矿渣微粉具有良好的能长期保持的力学性能,体积稳定性好等特性,逐步增加矿渣微粉的添加量后(如序号11-15),体积膨胀率和强度都有一定程度的增加,且变化量不大,主要原因在于矿渣微粉的强度增加主要起作用在后期,确定粉煤灰、电石渣、钢渣和矿渣微粉的配合比为12:3:3:5.5;TG-2型土质固化剂具有抗冻胀与增加抗压强度的性质,随着添加量的增加(如序号16-20),体积膨胀率逐步减小,且变化量不大,抗压强度增幅较大,由于固化剂价格较为昂贵,最终确定该改良试剂的材料粉煤灰、电石渣、钢渣、矿渣微粉和TG-2型土质固化剂的配合比为12:3:3:5.5:0.025。
实施例2
喀什地区岳普湖至英吉沙公路的盐渍土含砂低液限粘土,含盐量范围为2.5%-3.3%,平均含盐量为2.9%,最优含水率为14.7%,最大干密度为1.79g/cm3;经过室内的基本试验后确定改良试剂添加量为21.5%,确定改良试剂为:粉煤灰、电石渣、钢渣、矿渣微粉、TG-2型土质固化剂与盐渍土的比例为9:2.5:2:5:0.020:81.5(见表2)。
检测验证:对试件进行14养生,7天泡水后,进行CBR(膨胀量)试验,测得膨胀率试验值为1.59%;干湿循环试验采用干湿循环耐久性系数作为评价改良土抗干湿循环能力的指标,经过12次干湿循环后,耐久性系数为0.69;冷热循环试验为在实验室采用低温恒温仪进行,以冷热循环后的抗压强度作为评价指标,进行12次冷热循环后,试件的强度并没有那样随着循环次数的增加而降低,相反强度随循环次数而增强,强度值为2.36MPa;盐分侵蚀试验采用配比好的试件进行14天养护后,浸泡于3g/L硫酸钠溶液中7天,取出晾干后进行无侧限抗压强度试验,以抗侵蚀系数作为评价标准,该试件的抗侵蚀系数为0.64;经过室内基本实验,改良后的盐渍土基本满足工程要求。
冻融循环装置的试验检测:在7天龄期后,对其进行室内的多次冻融循环,在循环过程中强度及冻胀量随冻融循环周期的变化规律如图5、6;在对盐渍土进行改良后,盐渍土的冻胀率较改良前有较大的降低,改良后的冻胀率的最大值为1.88%,降低7.17%;改良后的盐渍土的强度最大值为2.75MPa,经历多次冻融循环后强度降低值很小,但是较改良前有很大的增长。
试验结论综合分析:通过室内基本实验和多次冻融循环模拟试验研究,该改良方案适用于喀什地区岳普湖至英吉沙公路的盐渍土改良,能够满足工程需要;见表2。
表2 喀什地区改良试剂材料配合比的确定
结论:在平均含盐量为2.9%的盐渍土中,首先假定粉煤灰的添加含量为9份,逐步添加电石渣的含量(如序号1-5),体积膨胀率与抗压强度都逐步增加,但是体积膨胀率增加趋势逐步增大,而抗压强度增加趋势变缓,确定粉煤灰与电石渣的配合比为9:2.5;由于钢渣改良盐渍土的生成物适量膨胀有利于材料强度的增加,所以逐步增加钢渣的添加量后(如序号6-10),体积膨胀率变化相比原来不是太明显,而强度的增加较为突出,根据添加钢渣后的变化趋势,确定粉煤灰、电石渣与钢渣的配合比为9:2.5:2;矿渣微粉具有良好的能长期保持的力学性能,体积稳定性好等特性,逐步增加矿渣微粉的添加量后(如序号11-15),体积膨胀率和强度都有一定程度的增加,且变化量不大,主要原因在于矿渣微粉的强度增加主要起作用在后期,确定粉煤灰、电石渣、钢渣和矿渣微粉的配合比为9:2.5:2:5;TG-2型土质固化剂具有抗冻胀与增加抗压强度的性质,随着添加量的增加(如序号16-20),体积膨胀率逐步减小,且变化量不大,抗压强度增幅较大,由于固化剂价格较为昂贵,最终确定该改良试剂的材料粉煤灰、电石渣、钢渣、矿渣微粉和TG-2型土质固化剂的配合比为9:2.5:2:5:0.020。
本发明的冻融循环检测装置为自制的全自动数字化检测装置:该装置分上、中、下三部分,上部设置上部温度控制头,中部设置真空有机玻璃保温试样筒,下部设置下部温度控制头;在装好的试样筒的底部放置滤纸与透水石并加以固定;把下部温度控制头与低温恒温箱连接,补水器与恒流箱连接;调整恒流箱中的挡板水位高度,使补给水刚好接触试样;连接好洒水板与流量控制器和流量瓶的管线,实现地表水对盐渍土溶陷性的定性;水蒸气回流槽与水分回流瓶的连接,实现水蒸气遇冷后凝结形成液体的回收;最后把温度感应器、水分传感器、盐分传感器、激光测距器、流量控制器与信息控制系统进行连接,用计算机对多次冻融循环过程进行全程控制,监测并记录冻胀量与溶陷性的变化值。
本发明的冻融循环条件下试件制备装置:为了模拟天然盐渍土在自然条件下受季节交替和温度变化等因素的作用,盐分、水分在土体内的变化情况,同时也更好地研究盐渍土在冻融循环过程中,盐渍土的强度变化;该装置由装置由试件箱与连接恒温箱的管线及连通管构成,是为了更好地在三轴剪力仪上进行抗压强度参数值的测量,自制了与静三轴配套的Φ10cm,高度为20cm的试样筒,该筒是由两个半圆弧组合在一起,采用的材料为塑料,这样可以在冻融循环过程中起到保温作用,保证在试验中仅发生竖向一维的温度变化。外部有一铁环固定,该铁环用螺丝拧合在一起,取样时可以打开圆环,卸下试样筒。制样时,在试样筒内部涂抹凡士林,这样可以起到光滑的作用,在冻融循环结束后,容易取样,取样后直接用于三轴剪力仪进行强度参数测定。
本发明选用的改良剂原料:粉煤灰由玛纳斯电厂提供,该粉煤灰满足“粉煤灰混凝土规范应用技术规范GBJ146-90”中对粉煤灰的要求规定;电石渣由新疆天业股份有限公司提供,满足中华人民共和国国家标准(GB10665-1997);矿渣微粉和钢渣为新疆八一钢铁有限责任公司钢铁生产的废料,该矿渣微粉和钢渣分别满足《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046-2008和《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》GBT20491-2006中的规定要求;TG-2型土质固化剂由北京中德建基路桥工程有限公司生产,该固化剂符合国家标准,为市场销售产品。
Claims (1)
1.一种适用于高严寒地区盐渍土的改良及其检测方法,其特征在于:原料以重量份数配制,分步骤实施;
原料:由粉煤灰3-20份、电石渣1-10份、钢渣1-8份、矿渣微粉1-10份、TG-2型土质固化剂0.01-0.06份、盐渍土60-95份组成;
制备:将粉煤灰、矿渣微粉、电石渣和钢渣依次置于搅拌机中搅拌混合均匀,再与盐渍土均匀混合,其中TG-2型土质固化剂稀释后加入混合土体中,按设计的相对密度进行试件制备;养护14天龄期后,进行无侧限抗压强度试验,确定改良试剂的最优配合比;
耐久性检验:通过室内的膨胀量试验、干湿循环试验、冷热循环试验和盐分侵蚀试验,检验改良后盐渍土的耐久性能;
冻融循环装置的试验检测:通过冻融循环检测装置检测改良后盐渍土的冻胀量与溶陷性;采用在冻融循环条件下的试件制备装置对改良后的盐渍土进行试件制备,试件制备完成后利用三轴剪力仪进行强度参数测定;
其中获取检测的技术参数:
1)盐渍土的含盐量范围为1.5-8.0%,平均含盐量为2.0-7.0%、最优含水率为12.0-16.0%,最大干密度为1.60-1.90g/cm3;
2)改良试剂添加量为5-30%;其中投加改良试剂为:粉煤灰、电石渣、钢渣、矿渣微粉、TG-2型土质固化剂与盐渍土的比例为3.0-10.0: 1-10.0: 1.0-8.0: 1.0-10.0: 0.01-0.06:60-95;
3)改良后盐渍土的耐久性能:膨胀量试验,膨胀率的试验值为1.2-2.0%;干湿循环试验,耐久性系数为0.50-0.90;冷热循环试验,强度值为2.20-3.20MPa;盐分侵蚀试验,抗侵蚀系数为0.60-0.90;
4)改良后的盐渍土的冻胀率的最大值为1.50-2.0%,降低了6.0-9.0%;改良后的盐渍土的强度最大值为2.6-3.3MPa , 满足工程建设的需要。
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