粘土固化漿液結(jié)石體抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)分析

摘要：通過正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)確定各種固化劑及水膠比對粘土固化漿液結(jié)石體強(qiáng)度的影響程度，定性描繪出量化關(guān)系。

關(guān)鍵詞：正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)劑；影響因子

當(dāng)今，隨著各國基本建設(shè)的迅猛崛起與加速發(fā)展，傳統(tǒng)的注漿防滲堵水措施在工程中的應(yīng)用日益廣泛，例如礦山建筑與采礦工程、交通隧道工程、邊坡整治工程、城市地鐵工程、地下人防與國防工程、深基坑工程、堤壩防滲加固工程及其它地下巖土工程等往往均需要采用注漿的辦法實(shí)施防滲堵水與加固處理，以確保工程順利施工與日后安全運(yùn)營。目前，在常規(guī)注漿堵水施工中，所用的注漿材料為水泥類漿液，它是一種使用面最廣的基本注漿材料。水泥類漿液雖然具有價(jià)格較低且結(jié)石體強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但是由于其存在強(qiáng)度增長速度慢及易沉降析水、體積收縮等缺點(diǎn)，并且在大孔隙地層中注漿易出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象、注漿質(zhì)量難以保證。工程師們在純水泥漿中加入一定量的粘土，以提高漿液的穩(wěn)定性和可灌性，并降低工程造價(jià)，從而出現(xiàn)了水泥粘土類漿液，有時(shí)粘土摻量比水泥用量還多。一般來說，當(dāng)粘土用量多于水泥用量時(shí)，粘土便作為漿液的主料，水泥主要起結(jié)構(gòu)劑的作用，這種水泥粘土漿就是一種粘土固化漿液。同時(shí)添加一些主要功能為提高結(jié)石體強(qiáng)度并使其產(chǎn)生微膨脹的結(jié)構(gòu)劑。

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模捍_定粘土固化漿液中各固化劑摻量及水膠比對結(jié)石體強(qiáng)度的影響程度。

2 實(shí)驗(yàn)方法：基于上述粘土固化漿液結(jié)石體抗壓強(qiáng)度測試的直觀分析和方差分析法的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果，并參照《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》進(jìn)行特種粘土固化漿液結(jié)石體的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。采用普通水泥膠砂強(qiáng)度試模制作試件，試件成型后放入養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)24±3h，再脫模放入水中養(yǎng)護(hù)28天。試件規(guī)格為40mm×40mm×160mm。測量試件抗壓強(qiáng)度的儀器設(shè)備為WE-50B型液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)（數(shù)控）。

3 結(jié)石體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)成果及分析

按照正交試驗(yàn)成果的分析方法，共進(jìn)行了粘土固化漿液結(jié)石體抗壓強(qiáng)度的九種配比試驗(yàn)，首先采用直觀分析法對強(qiáng)度測定值進(jìn)行極差計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果如表1和表2所示。

由極差計(jì)算中可以很直觀地看出，影響漿液結(jié)石體強(qiáng)度的主要因素是水膠比，隨著水膠比的增大，漿液結(jié)石體抗壓強(qiáng)度不斷下降；其次是水泥和結(jié)構(gòu)劑的用量，隨著水泥和結(jié)構(gòu)劑用量的增加，漿液結(jié)石體抗壓強(qiáng)度不斷增加。為了進(jìn)一步分析各因素影響的顯著性水平的差異和試驗(yàn)誤差，再對漿液結(jié)石體抗壓強(qiáng)度的考核指標(biāo)進(jìn)行方差分析，其結(jié)果如表2所示。由表2可知，①水膠比和水泥用量對漿液結(jié)石體抗壓強(qiáng)度有顯著影響，水膠比越小、水泥用量越多，漿液結(jié)石體抗壓強(qiáng)度便越大；②結(jié)構(gòu)劑用量對漿液結(jié)石體抗壓強(qiáng)度有一定的影響；③漿液結(jié)石體抗壓強(qiáng)度測定值的試驗(yàn)誤差為（ ）0.5 =（0.026）0.5=0.161MPa。

結(jié)語

特種粘土固化漿液結(jié)石體強(qiáng)度受水膠比影響最大，次之為水泥用量，再次為結(jié)構(gòu)劑的加量。當(dāng)水膠比較大時(shí)，漿液結(jié)石體的強(qiáng)度較低，不宜用于地基的加固，只適用于堵漏防滲工程。

加入結(jié)構(gòu)劑可以很好地提高特種粘土固化漿液結(jié)石體的抗?jié)B能力，并且存在一最優(yōu)摻加量的問題。因此，在水料比和水泥用量確定之后，應(yīng)該進(jìn)行必要的漿液結(jié)石體的滲透試驗(yàn)，以據(jù)此確定結(jié)構(gòu)劑的最優(yōu)摻加量。

參考文獻(xiàn)

[1]杜嘉鴻等.地下建筑注漿簡明手冊.科學(xué)出版社，1992.

[2] 李茂芳，孫釗.大壩基礎(chǔ)灌漿(第二版) .水利電力出版社，1987.

[3]蔡正詠，王足獻(xiàn). 正交設(shè)計(jì)在混凝土中的應(yīng)用.中國建筑工業(yè)出版社，1985

[4]張啟岳.土石壩加固技術(shù).中國水利水電出版社，1999.

[5]高鐘璞等.大壩基礎(chǔ)防滲墻.中國電力出版社，2000.