[博士]淤泥质土的固化及力学特性的研究

[博士]淤泥质土的固化及力学特性的研究
　　学科专业： 岩土工程
　　授予学位： 博士
　　学位授予单位：浙江大学建筑工程学院
　　学位年度：2007
　　水泥土在工程中得到了广泛的应用，然而工程实践表明，当遇到含水量高且富含有机质的淤泥质土时，采用水泥固化淤泥质土往往会出现固化土的强度偏低，搅拌桩施工过程中出现难以成桩的问题，使得处理成本大大增加，因此有必要选择适宜的外掺剂来改善水泥土的性能。本文在国家自然科学基金资助项目。有机质土的固化及其物理力学特性研究(50678158)”的资助下，总结了土壤固化剂的研究现状和展望，分析了腐殖酸对水泥土固化过程的影响机理，提出固化淤泥质土的对策；基于室内单掺和正交试验确定了针对淤泥质土的固化剂最优配方；在分析各因素对固化土强度影响规律的基础上，建立固化土强度预测模型；基于三轴试验数据的分析，建立了固化土的非线性本构关系；最后采用FLAC软件模拟了固化土在三轴试验中应力应变曲线，主要内容如下：
　　(1)分析了腐殖酸对水泥固化土固化过程的影响机理，提出固化淤泥质土的对策；
　　(2)通过单掺试验初步确定了水泥、苛性钠、三乙醇胺、高效减水剂FDN、水玻璃、生石膏、高锰酸钾和生石灰各添加剂对固化效果影响规律和掺量范围；
　　(3)通过正交试验以及补充试验优化了针对高含水量、高有机质含量的淤泥质土的固化剂GX07的配比，并与其它固化剂进行了固化效果对比分析，验证了该固化剂GX07在强度方面的优越性；
　　(4)通过无侧限抗压强度试验，分析不同有机质含量、固化剂掺量、水泥掺量、含水量和龄期对固化土强度的影响规律，在此基础上建立综合考虑各因素影响的固化土强度预测模型；
　　(5)通过常规三轴试验，分析围压对固化有机质土力学特性的影响规律，同时得到了淤泥质固化土抗剪强度指标与其抗压强度的关系；
　　(6)对无侧限抗压强度和三轴试验中的应力应变关系曲线进行非线性拟合，建立了符合固化土自身特点的非线性本构关系；
　　(7)建立了固化土强度指标的扰动演化规律，采用有限差分法实现了考虑固化土应力应变曲线软化和硬化特性的模拟。