试谈昆明滇池泥炭土工程力学性状改良试验结论

摘要：云南省滇池流域河流湖泊众多,加之气候温暖以及丰富的有机物沉积,在经过复杂的生物、地球化学和物理化学作用下,泥炭和泥炭质土在该区广泛分布。滇池泥炭和泥炭质土的物理力学性质极差,主要体现在低容重、高含水量、大孔隙比、强压缩性、低强度、慢固结等方面。昆明地处滇池流域,南濒滇池,三面环山,随着经济和城市建设进度的加速进展,在该软土地基上修建高层建筑已经成为昆明城市化进展进程中难以避开的选择,但泥炭土较差的工程力学性质成了制约高层建筑物稳定性以及建筑成本的重要因素。对滇池泥炭土工程力学性质进行改良,是解决这一主要制约因素的重要手段,具有重要的现实运用价值。水泥、石灰是简单易得的凝胶材料,将其掺入滇池泥炭土中,如果能在一定程度上改善泥炭土的工程力学性质,则将为提升地基稳定性及降低地基处理成本提供重要的技术基础。本论文通过采取水泥、石灰及石膏作为固化剂对滇池泥炭土进行固化,对固化土的工程力学性质改良情况进行了探讨。试验以室内土工实验为主,采取单因素试验和正交试验,通过对滇池泥炭土中单独加入水泥、石灰及不同配比的水泥、石灰、石膏混合料,测定固化土的物理力学性质及水理性质,来探讨滇池泥炭土工程力学特性的改良效果,并表征固化剂的适用性。以期得出较好的固化剂改良配比,提升地基土固化强度,降低地基处理成本。经过试验数据浅析得到以下主要结论：(1)通过室内土工试验对所用泥炭土物理力学性质的测定与相关资料的收集可知,滇池泥炭土含水率大、孔隙比大、压缩性高、强度低,有机质含量高,且呈酸性。这些较差的物理力学性质使泥炭土层不可能直接作为持力层利用,若要在浅层泥炭土层上修筑建筑物,必须对其进行加固。(2)通过单因素试验结果可知,水泥、石灰对滇池泥炭土物理力学性质均有一定的改善,压缩性有所降低,抗剪强度有一定的提升；但二者单独固化泥炭土时体现出不同的变化规律,水泥加固泥炭土时,随着龄期的增加固化土的压缩系数降低,抗剪强度提升,而随着水泥掺量的增加,固化土的压缩系数减小,抗剪强度呈先减小再增大的走势；石灰加固泥炭土时,固化土的抗剪强度与石灰掺量并不呈线性联系,石灰用量有着一个最佳掺量的不足,试验结果为6%。(3)在试验条件下,水泥、石灰单独固化泥炭土时,水泥固化土强度有所提升,而石灰加固泥炭土对其压缩性的改良较好,对固化土强度无太大提升。(4)水泥、石灰、石膏粉综合固化滇池泥炭土时,压缩性,抗剪强度均优于水泥固化土和石灰固化土,水泥对综合固化土的压缩性和抗压强度影响最大,固化土强度的主要来源是水泥水化硬化所产生的水泥土骨架。(5)通过正交试验浅析得出综合固化泥炭土的最优配方为水泥掺量6%,石灰掺量6%,石膏粉掺量为0.5%。改良的最终结果使得泥炭土由高压缩性土变为中压缩性土,渗透系数由10-7cm/s提升到10-5cm/s,抗压强度提升。关键词：滇池泥炭土论文固化剂论文力学性质论文改良论文

摘要4-6

Abstract6-11

第一章 绪论11-23

1.1 引言11-12

1.2 课题的提出12-13

1.3 国内外探讨近况13-20

1.3.1 软土地基处理近况13-17

1.3.2 固化剂的运用近况17-19

1.3.3 泥炭土的探讨近况19-20

1.4 探讨目的和探讨内容20-23

1.4.1 探讨目的20-21

1.4.2 探讨内容21-23

第二章 滇池泥炭土工程地质特性及工程地质不足23-29

2.1 泥炭土的物质成分和微观结构23-25

2.1.1 物质成分23-24

2.1.2 微观结构24-25

2.2 泥炭土的物理力学性质25-27

2.3 泥炭土工程地质特性浅析27

2.4 泥炭土的主要工程地质不足27-28

2.5 本章小结28-29

第三章 固化土的配比试验设计29-41

3.1 试验策略及技术路线29-30

3.1.1 试验策略29

3.1.2 技术路线29-30

3.2 试验设计30-31

3.2.1 固化剂的选取30

3.2.2 单因素试验设计30-31

3.2.3 正交试验设计31

3.3 试验原料及仪器31-32

3.4 试验内容32-40

3.4.1 泥炭土的基本性质测定32-35

3.4.2 试件的制备及养护35-37

3.4.3 固化土力学性质评价37-40

3.5 本章小结40-41

第四章 单掺固化剂改良效果浅析41-53

4.1 水泥对泥炭土固化性能的影响41-46

4.1.1 最大干密度与最优含水率41

4.1.2 压缩性41-43

4.1.3 抗剪强度43

4.1.4 渗透性43-44

4.1.5 水泥加固土原理44-46

4.2 石灰对泥炭土固化性能的影响46-51

4.2.1 最大干密度与最优含水率46-47

4.2.2 压缩性47-48

4.2.3 抗剪强度48-49

4.2.4 渗透性49-50

4.2.5 石灰加固土原理50-51

4.3 本章小结51-53

第五章 水泥、石灰、石膏综合掺入泥炭土改良效果浅析53-67

5.1 综合固化土的固化性能53-60

5.1.1 最大干密度与最优含水率53

5.1.2 压缩性53-54

5.1.3 抗剪强度54

5.1.4 渗透性54-55

5.1.5 无侧限抗压强度55-56

5.1.6 正交试验浅析56-60

5.2 试验结果综合浅析60-64

5.2.1 试件的膨胀性60-62

5.2.2 压缩性62-63

5.2.3 抗剪强度63-64

5.3 综合固化土固化机理浅析64-65

5.4 本章小结65-67

第六章 结论与展望67-69

6.1 结论67-68

6.2 展望68-69

致谢69-71