化學法固化土基試驗研究

林茂+田艷鳳+余曉青+胡功笠

摘要：本文依托土壤固化劑的固化機理，采用“土固精”土壤固化劑對土壤進行固化，通過試驗得出最佳配合比，在此基礎上，分析養(yǎng)護條件對固化土強度的影響，研究其固化效果。

關鍵詞：土壤固化劑；無側限抗壓強度；擊實試驗

我國對于土壤固化劑的研究尚處于起步階段，但也取得了一定的成果，許多我國自主研制的土壤固化劑也從實驗室應用到了工程實踐。本文主要以機場建設過程中的地基處理為研究對象，經(jīng)過處理的土壤將作為道面基層的材料，以期為機場道面土基處理及戰(zhàn)時搶修搶建提供參考。

一、試驗材料與方法

1、土樣。本次試驗采用土樣為徐州地區(qū)普通土壤。試驗土樣共制備3組，1～3組土樣的表觀密度分別是1.65、2.01、2.11 g·cm-3，含水率分別是16.22、22.58、15.09%。

2、土壤固化劑。本次試驗所選用的固化劑為“土固精”牌液體土壤固化劑，該土壤固化劑是一種無毒、無害、無污染的環(huán)保高聚類有機溶液，是第八代高分子土壤固化劑，其主要成分是離子化合物、水、引發(fā)劑、活性劑、溶液呈黑色、橙黃、藍色、紫色，密度一般在1.25～1.75g/ cm3，塑性指數(shù)IP大于7，粒度成分ps大于18，PH值大于10，沸點大于100℃，是一種無毒、無害、無污染、無揮發(fā)，非易燃的環(huán)保產(chǎn)品，在使用的過程中也無需采取特殊防護措施。

二、試驗方法

試驗方案對于土基的處理采用三種方法，一種方案是針對不同含水量的土壤進行固化處理后進行擊實；二是擊實后進行無側限抗壓強度試驗；第三種是養(yǎng)護后不同齡期固化土壤進行無側限抗壓強度試驗，并詳細分析該土壤固化劑的固化性能，為后續(xù)實際工程推廣應用積累試驗數(shù)據(jù)。

1、擊實試驗。以干密度為縱坐標，含水量為橫坐標，繪制干密度和含水量的關系曲線，曲線上峰點的坐標分別為土的最大密度和最優(yōu)含水量，如果連不成完整的曲線，應進行補點試驗。

通過圖1可以看出，當混合料中含水率為18%，此時對應的混合料的密度為最大值。因此最佳含水量為18%，最大干密度為1.992g/cm3。按照含水率為18%時對應的土、固化劑、水的比例關系進行配合比設計，經(jīng)過擊實試驗后得到的試件脫模后，放入（20±2）℃，相對濕度≥95%烘箱內(nèi)，進行6天養(yǎng)護，而后第7天放入25°左右的水中養(yǎng)護，而后進行無側向抗壓強度試驗。

2、無側限抗壓強度試驗。測定試件的無側限抗壓強度，以得到符合試驗要求的配合比。然后對不同齡期的試件進行測定，進而得到最佳試驗結果。

（1）測定最佳配合比對土樣摻配不同比例（5%，10%，15%，20%，均為干土的百分比）的固化劑進行無側限抗壓強度試驗，對試驗土樣的應力應變曲線進行分析整理，結果見表1所示。

通過表1可以看出，在同等條件下添加幾種不同比例的固化劑后，發(fā)現(xiàn)當固化劑含量為15%時，試件的無側限抗壓強度表現(xiàn)出最優(yōu)，由此可以推斷出當土壤中加入15%左右的固化劑時固化效果最好。

（2）測定合適的養(yǎng)護時間

為了進一步優(yōu)化試驗結果，對添加15%固化劑的土壤在不同齡期條件下的無側限抗壓強度進行測試，以期得到最佳試驗效果。試件在不同齡期浸水的無側限抗壓強度試驗結果見表2所示。通過表2可以看出，在浸水條件下，固化土的無側限抗壓強度隨著齡期的增加而增加。

三、結語

通過對該土壤固化劑加固土基試驗研究，可以初步得出以下結論：（1）該土壤固化劑的加入使土基的無側限抗壓強度明顯提高，在獲得相同抗壓強度下可以節(jié)約水泥用量，降低工程施工成本；（2）該土壤固化劑加固土的無側限抗壓強度受固化劑摻量和齡期影響較大，可以根據(jù)工程需要和施工工藝調(diào)整固化劑配方；（3）該土壤固化劑早期強度高，可以加快施工進度；（4）作為飛行場區(qū)，需要對該土壤固化劑固化過的土基的耐久性和滲透性進行研究。土壤固化劑作為一種新材料需要在軍事工程搶修搶建實踐中不斷改進和提高。

參考文獻

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