高含盐土的水泥固化机理及其力学特性研究

本项目针对高含盐土中可溶盐离子严重影响水泥固化土的力学特性且致使其长期强度下降的现状，开展其固化机理与力学特性研究。首先，通过无侧限抗压与真三轴试验，研究可溶盐离子对水泥固化土力学特性的影响；其次，借助环境扫描电镜（ESEM）、压汞仪（MIP）、X射线衍射仪（XRD）和X射线荧光光谱仪（XRF）等仪器分析其微观结构及化学成分组成，研究可溶盐离子对水泥固化土微观结构的影响；然后，根据可溶盐离子在水泥与土的水化反应和离子交换过程中的作用及其对水泥固化土强度和微观结构影响的综合分析，研究水泥加固高含盐土的固化机理，建立可溶盐离子、水泥固化土宏观力学和微观结构参数间的相关关系；最后，从化学改性和环境保护的角度出发，利用正交试验和室内大型模型试验探索水泥加固高含盐土的改性技术。研究成果对丰富水泥土加固法处理软土地基的理论，特别是推动高含盐土地区水泥土加固技术的应用，具有非常重要的理论与工程应用。

本项目针对高含盐土中可溶盐离子严重影响水泥固化土的力学特性且致使其长期强度下降的现状，开展其固化机理与力学特性的研究。.首先，通过无侧限抗压与三轴试验，研究可溶盐离子对水泥固化土力学特性的影响；其次，借助环境扫描电镜（ESEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线荧光光谱仪（XRF）等仪器分析其微观结构及化学成分组成，研究可溶盐离子对水泥固化土结构的影响；然后，根据可溶盐离子在水泥与土的水化反应和离子交换过程中的作用及其对水泥固化土强度和微观结构影响的综合分析，研究水泥加固高含盐土的固化机理，建立可溶盐离子、水泥固化土宏观力学和微观结参数间的相关关系；最后，从化学改良和环境保护的角度出发，利用正交试验和室内模型试验探索水泥加固高含盐土的改性技术。.通过以上的研究，得到以下结论：.1. 可溶盐离子Mg2+、Cl-和SO42-都会对水泥土强度有影响。离子浓度越高，水泥土强度越低。.2. 当水泥浆土体系随着掺入的三种离子含量同时增加时，各龄期水泥土的无侧限抗压强度又有明显降低，表现出三者综合作用的特征。在不同龄期，不同离子对水泥土强度影响程度不同。.3. 软土的高含盐量对水泥土强度的形成和增长有负作用，但是可溶盐离子的负作用很难达到水泥土固化过程所发挥正作用的影响程度。故随着龄期的增长，各组水泥土强度逐渐增大。.4.可溶盐离子Mg2+、Cl-和SO42-溶解了水泥土中水化物，使水泥土均表现出较差的结构，降低了水泥土的强度。.5. Mg2+、Cl-和SO42-共存时，水泥土强度降低主要是溶解和结晶共同作用的结果。多离子共存比其中任何一种离子具有更强的侵蚀作用，其侵蚀的强烈程度与离子的含量有关。.6. 偏高岭土能提高高含盐水泥土的强度，且存在最优参量。最优参量会随离子含量的增加而增加。.7. 偏高岭土对高含盐水泥土的改良效果随着高含盐土中Mg2+、Cl-、SO42-含量的不同而改变。正交试验结果表明：在28d龄期下， Cl-的影响最显著，Mg2+次之，而SO42-的影响最弱。所以可以根据Cl-含量选取高含盐水泥土中MK的参量。