【摘要】：水泥土因具有材料來(lái)源廣泛、施工便捷、價(jià)格低廉、性能良好等特點(diǎn),而廣泛應(yīng)用于基坑圍護(hù)、地基處理和邊坡加固等工程中。港珠澳大橋珠海連接線拱北隧道作為港珠澳大橋的重要組成部分,其明挖段基底采用高壓旋噴和深層攪拌相結(jié)合的方式進(jìn)行加固處理,處理后的基底含有大量的水泥土；同時(shí),該基底地下水與具有侵蝕性的海水連通,海水侵蝕會(huì)引起水泥土的礦物成分和微細(xì)觀結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,從而導(dǎo)致其力學(xué)性能劣化、耐久性降低。因此,探索海水侵蝕環(huán)境下水泥土的力學(xué)性質(zhì)和耐久性能,是亟需研究的課題。本文依托港珠澳大橋珠海連接線拱北隧道基底加固工程,研究海水侵蝕環(huán)境下水泥土強(qiáng)度隨齡期的變化規(guī)律,建立海水侵蝕環(huán)境下水泥土強(qiáng)度性質(zhì)的溶液濃度-侵蝕時(shí)間等效模型,預(yù)測(cè)海水侵蝕環(huán)境下水泥土加固體的耐久性,具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。 首先,在室內(nèi)配制多種化學(xué)溶液來(lái)模擬海水侵蝕環(huán)境,將不同性質(zhì)的水泥土試塊置于溶液中進(jìn)行預(yù)定時(shí)間的浸泡。通過(guò)單軸壓縮試驗(yàn)、電鏡掃描以及離子色譜測(cè)定,分別得到了水泥土試塊的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、水泥土試塊微觀結(jié)構(gòu)圖、浸泡后溶液離子濃度。 分析水泥土試塊的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù),得到清水、氯化鈉溶液、氯化鎂溶液、硫酸鎂溶液、氯化鈉和氯化鎂混合溶液、氯化鈉和硫酸鎂混合溶液中水泥土試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度與侵蝕溶液濃度和侵蝕時(shí)間之間的關(guān)系；將侵蝕環(huán)境下水泥土試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度分解為清水環(huán)境下試塊的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度和侵蝕環(huán)境導(dǎo)致水泥土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的變化兩部分,利用后者研究了水泥土試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度與侵蝕溶液濃度和侵蝕時(shí)間之間的關(guān)系；分析水泥土試塊微觀結(jié)構(gòu)圖及浸泡后化學(xué)溶液離子濃度,分別得到侵蝕后水泥土試塊微觀結(jié)構(gòu)隨溶液濃度和浸泡時(shí)間的變化規(guī)律以及侵蝕環(huán)境中離子濃度隨侵蝕時(shí)間的變化規(guī)律。 其次,建立海水環(huán)境下水泥土強(qiáng)度特征的等效模型。水泥土的強(qiáng)度來(lái)自于土體顆粒的密實(shí)程度和顆粒之間膠結(jié)物的充填和膠結(jié)強(qiáng)度,假定：侵蝕環(huán)境對(duì)水泥土土顆粒的密實(shí)程度無(wú)影響,只對(duì)水化后土顆粒之間的膠結(jié)物產(chǎn)生影響,基于損傷力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué),建立了水泥土強(qiáng)度性質(zhì)的侵蝕溶液濃度-侵蝕時(shí)間等效關(guān)系。采用侵蝕環(huán)境導(dǎo)致的水泥土試塊的強(qiáng)度變化試驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)水泥土強(qiáng)度性質(zhì)的侵蝕溶液濃度-侵蝕時(shí)間等效關(guān)系進(jìn)行了驗(yàn)證。 最后,以港珠澳大橋珠海連接線拱北隧道基底處理工程為依托,分析水泥土加固體的耐久性。一方面,根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到清水環(huán)境下水泥土強(qiáng)度與齡期之間的關(guān)系,并結(jié)合水泥土強(qiáng)度性質(zhì)的侵蝕溶液濃度-侵蝕時(shí)間等效原理和氯化鈉環(huán)境下水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù),得到0.34g/l的氯離子(該工程所處海水中氯離子濃度)環(huán)境導(dǎo)致的水泥土試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的變化值與侵蝕時(shí)間之間的關(guān)系；然后,將清水環(huán)境下水泥土試塊的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度和侵蝕環(huán)境導(dǎo)致的水泥土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的變化值相加,得到0.34g/l氯離子環(huán)境中水泥土試塊的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度與侵蝕時(shí)間的關(guān)系。最后,根據(jù)清水環(huán)境下水泥土試塊的強(qiáng)度與齡期之間的關(guān)系,假定齡期270d后,清水浸泡下水泥土試塊的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度保持不變,應(yīng)用上述關(guān)系式,預(yù)測(cè)了僅考慮海水中氯離子的影響時(shí),水泥土加固體的長(zhǎng)期強(qiáng)度。另一方面,采用侵蝕環(huán)境下水泥土試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)旋噴樁和攪拌樁單樁設(shè)計(jì)公式進(jìn)行了修正,得到了修正系數(shù)建議取值范圍。從水泥土加固體的設(shè)計(jì)原理和長(zhǎng)期強(qiáng)度預(yù)測(cè)兩方面進(jìn)行了海水環(huán)境下水泥土加固體的耐久性分析,為海水環(huán)境下水泥土加固工程的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行提供重要的參考依據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU521.3

【參考文獻(xiàn)】

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1 王家澄,張學(xué)珍,王玉杰;掃描電子顯微鏡在凍土研究中的應(yīng)用[J];冰川凍土;1996年02期

2 寧寶寬,劉斌,陳四利;環(huán)境侵蝕對(duì)水泥土樁承載力影響的試驗(yàn)及分析[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào);2005年01期

3 趙永紅，，黃杰藩，侯建軍，王仁;巖石細(xì)觀破裂的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)研究及其對(duì)認(rèn)識(shí)地震活動(dòng)性的啟示[J];地球物理學(xué)報(bào);1995年05期

4 吳義祥;工程粘性土微觀結(jié)構(gòu)的定量評(píng)價(jià)[J];中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院院報(bào);1991年02期

5 寧寶寬,陳四利,劉斌;凍融和酸堿腐蝕對(duì)水泥土的效應(yīng)研究[J];低溫建筑技術(shù);2005年04期

6 黃漢盛,鄢泰寧,蘭凱;軟土深層攪拌樁的水泥土抗腐蝕性室內(nèi)試驗(yàn)[J];地質(zhì)科技情報(bào);2005年S1期

7 殷有泉;巖石的塑性、損傷及其本構(gòu)表述[J];地質(zhì)科學(xué);1995年01期

8 白冰,周健;掃描電子顯微鏡測(cè)試技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用與進(jìn)展[J];電子顯微學(xué)報(bào);2001年02期

9 尹光志,鮮學(xué)福,許江,王宏圖;巖石細(xì)觀斷裂過(guò)程的分叉與混沌特征[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年02期

10 劉立,邱賢德,黃木坤,閻宗嶺;復(fù)合巖石損傷本構(gòu)方程與實(shí)驗(yàn)[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年03期

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本文編號(hào)：2417011