劣化对水泥土渗透性影响室内试验研究

为研究水泥土渗透性随劣化程度的演化规律,通过模拟水泥土在腐蚀场地的形成过程制备完全劣化水泥土试样,并实施了一系列的室内渗透试验。试验结果表明:浸泡溶液对完全劣化水泥土渗透系数的影响可忽略不计,可利用腐蚀性较强的溶液浸泡以加快完全劣化,缩短完全劣化水泥土制样时间。但是溶液浓度过高,可造成水泥土试样表面脱落,影响试样制备的质量;完全劣化水泥土的渗透系数与水泥掺入比有关,随水泥掺入比的增大,完全劣化水泥土的渗透系数呈减小的趋势;本文试验条件下,粉土水泥土完全劣化后的渗透系数与粉土的渗透系数接近,高岭土水泥土完全劣化后的渗透系数小于高岭土的渗透系数;水泥土完全劣化后的渗透系数远大于未劣化水泥土的渗透系数。研究结果可为腐蚀场地的水泥土止水帷幕设计提供理论依据。     

现场条件下水泥土劣化试验及劣化深度预测

加固体的劣化可分为加固体在非腐蚀场地形成后由于场地受到污染而发生的劣化问题和在腐蚀场地形成的加固体的劣化问题。针对后者,采用现场取土、室内制备加固体试样、现场埋设的方法,模拟在腐蚀场地形成加固体的过程,埋设在现场的加固体在腐蚀介质及水动力、温度和潮汐等外界因素共同作用下将发生劣化。将水泥土试样埋设在滨海场地长达3.5年,并实施微型贯入试验和化学试验。试验结果表明,劣化引起的强度降低滞后于其化学反应;水泥掺入比越小、埋设时间越长,水泥土劣化越严重;本试验条件下,水泥掺入比15%的水泥土1年、2.5年和3.5年的劣化深度分别达到了3.5、5.8和7.6 mm。基于试验结果提出了水泥土劣化深度预测式。     

海水环境下水泥土强度衰减过程室内试验研究

针对滨海相软土场地形成的水泥土的强度衰减问题,采用天然海水作为腐蚀介质对水泥土进行一维浸泡试验,通过微型贯入试验、扫描电镜（SEM）试验、能谱（EDS）分析、X射线衍射（XRD）试验、离子含量及pH值测试等多种试验手段研究水泥土强度的分布规律和衰减过程。根据贯入阻力随贯入深度的变化规律将水泥土分为劣化层和未劣化层。结果表明：随着养护时间的增长和水泥掺入比的减小,水泥土的劣化深度不断增大,至360 d时最大劣化深度达到8.7mm;与未劣化层相比,劣化层的孔径增大,孔隙增多,水泥水化产物减少;水泥土的pH值和Ca2+含量随着试样深度的增大而增大,Mg2+、SO42-、Cl-含量随试样深度的增大而减小。经海水养护后,水泥土中Ca2+含量沿试样深度方向的分布规律与强度变化规律相似。在本试验条件下,水泥土的强度衰减是海水中侵蚀性离子抑制水泥土强度增长过程和促使水泥土强度降低过程的共同结果,在此过程中Ca以离子形式溶出,最终导致水泥土的劣化深度不断增大。     

摩擦型桩表面劣化时的沉降特性室内模拟试验

为研究工作荷载作用下,摩擦型桩(端承摩擦桩和摩擦桩)在腐蚀地基中发生表面劣化时的沉降特性,通过制作以硫酸铜溶液为腐蚀性介质的饱和砂土地基模型,开展了加速劣化试验,得到工作荷载作用下摩擦型桩表面发生劣化时的沉降规律.结果表明:腐蚀地基中,桩表面劣化程度随时间不断增大,沉降量随劣化程度的增大而增大;端承摩擦桩和摩擦桩的荷载-沉降曲线发展规律不同;在工作荷载作用下,经过17 360 min,端承摩擦桩的沉降量达到桩径的28.5%,其中表面劣化引起的沉降量为10.6%,大于摩擦桩的7%;试验结束时,端承摩擦桩和摩擦桩的沉降量均达到了各自极限承载力对应的沉降量.表面劣化导致摩擦型桩的沉降量显著增加,表面劣化引起的附加沉降可能影响桩的正常使用.