岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (S1): 309-318.doi: 10.16285/j.rsm.2022.0298

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

复合型早强土壤固化剂固化淤泥强度特性研究

龙开荃1, 2,方祥位1,申春妮3,张熙晨1,王明明1   

  1. 1. 重庆大学 土木工程学院,重庆 400045;2. 成都市建筑科学研究院有限公司,四川 成都 610051; 3. 重庆科技学院 建筑工程学院,重庆 401331
  • 收稿日期:2022-03-14 接受日期:2022-07-15 出版日期:2023-11-16 发布日期:2023-11-17
  • 通讯作者: 方祥位,男,1975年生,博士,教授,博士生导师,主要从事特殊土力学及岩土微生物技术等方面的研究。E-mail:fangxiangwei1975@163.com E-mail:617341550@qq.com
  • 作者简介:龙开荃,男,1996年生,硕士研究生,主要从事岩土工程方面的研究。
  • 基金资助:
    重庆英才创新创业示范团队项目(2022);创新特区项目(No. 20-163-13-ZT-007-060-01)

Strength characteristics of sludge solidified by composite rapid soil stabilizer

LONG Kai-quan1, 2, FANG Xiang-wei1, SHEN Chun-ni3, ZHANG Xi-chen1, WANG Ming-ming1   

  1. 1. School of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045, China; 2. Chengdu Research Institute of Building Sciences Co., Ltd., Chengdu, Sichuan 610051, China; 3. School of Civil Engineering and Architecture, Chongqing University of Science and Technology, Chongqing 401331, China
  • Received:2022-03-14 Accepted:2022-07-15 Online:2023-11-16 Published:2023-11-17
  • Supported by:
    This work was supported by the Chongqing Talent Innovation and Entrepreneurship Demonstration Team (2022) and the Innovation Special Zone Project (20-163-13-ZT-007-060-01).

摘要: 淤泥是一种工程性质极差且难以快速固化的土体,通过无侧向抗压强度试验、固结排水三轴剪切试验、微观测试和压汞试验等研究了复合型早强土壤固化剂(composite rapid soil stabilizer,CRSS)固化淤泥的强度发展规律和固化剂掺量对强度的影响,初步探讨了强度增长的微观机制。研究结果表明:CRSS固化淤泥强度随养护龄期呈对数发展规律提高,早期强度发展迅速,养护1 h无侧限抗压强度即可达到3 MPa;随固化剂掺量增加,固化淤泥三轴剪切应力-应变曲线由应变硬化型逐渐向应变软化型发展,破坏偏应力和黏聚力呈线性增大。微观结构表明固化剂水化产物可胶结土颗粒、填充土体孔隙,增强土体整体性;压汞试验结果则进一步通过最可几孔径的联系揭示了固化淤泥黏聚力随固化剂掺量增大而线性增大的机制。CRSS固化淤泥具有显著快硬高强优势,可为抢险救灾、应急道路抢通等淤泥快速固化应用提供理论基础。

关键词: 复合型早强土壤固化剂, 淤泥快速固化, 抗压强度, 微观机制

Abstract: Sludge is a kind of soil with very poor engineering properties and difficult to solidify rapidly. Through unconfined compressive strength test, consolidated drained triaxial test, micro test and mercury intrusion test, the strength development law of sludge solidified by composite rapid soil stabilizer (CRSS) and the influence of the content of soil stabilizer on the strength are studied, and the micro mechanism of strength development is preliminarily discussed. The results show that the strength of CRSS-solidified sludge increases logarithmically with the curing age, the early strength develops rapidly, and the unconfined compressive strength can reach 3 MPa after curing for 1 h; with the increase of stabilizer content, the triaxial shear stress-strain curve of solidified sludge gradually develops from strain hardening type to strain softening type, and the failure deviatoric stress and cohesion increase linearly. The microstructure shows that the hydration products of stabilizer can cement soil particles, fill soil pores and enhance the integrity of soil. The mercury intrusion test results further reveal the mechanism that the cohesion of solidified sludge increases linearly with the increase of the content of stabilizer through the connection of the most probable pore size. CRSS-solidified sludge has significant advantages of fast hardening and high strength, which provides a theoretical basis for the application of rapid solidification of sludge.

Key words: composite rapid soil stabilizer, rapid solidification of sludge, compressive strength, micro mechanism

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[1] 曾召田, 张瀚彬, 邵捷昇, 车东泽, 吕海波, 梁珍, . MX-80膨润土高温老化时间效应的细微观分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 145-153.
[2] 张艳美, 张建, 袁彦昊, 孙文秀, . 纳米SiO2和石灰固化滨海石油污染土试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 259-267.
[3] 曾召田, 崔哲旗, 孙德安, 姚志, 潘斌, . 南宁膨胀土持水性能的温度效应及微观机制[J]. 岩土力学, 2023, 44(8): 2177-2185.
[4] 张凌凯, 崔子晏, . 干湿−冻融循环条件下膨胀土的压缩及渗透特性变化规律[J]. 岩土力学, 2023, 44(3): 728-740.
[5] 刘凤云, 罗怀瑞, 万旭升, 路建国. 低温养护下电石渣激发偏高岭土基地聚物固化土力学特性及固化机制研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(11): 3151-3164.
[6] 李丽华, 黄 畅, 李文涛, 李孜健, 叶治, . 稻壳灰−矿渣固化膨胀土力学与微观特性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(10): 2821-2832.
[7] 魏丽, 柴寿喜, 刘著, 王沛, 李芳, . 以扫描电镜与核磁共振指标评价冻融纤维 加筋土的抗压强度[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 163-170.
[8] 张涛麟, 耿汉生, 许宏发, 莫家权, 林一帆, 马林建. 钙质砂注浆加固材料制备及固结体性能试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 327-336.
[9] 刘宽, 叶万军, 高海军, 董琪, . 酸碱污染黄土抗剪强度演化规律及微观机制[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 1-12.
[10] 李丽华, 方亚男, 肖衡林, 李文涛, 曹毓, 徐可, . 赤泥复合物固化/稳定化镉污染土特性研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 193-202.
[11] 张津津, 李博, 余闯, 张茂雨, . 矿渣−粉煤灰地聚合物固化砂土力学特性研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(9): 2421-2430.
[12] 周实际, 杜延军, 倪浩, 孙慧洋, 李江山, 杨玉玲, . 压实度对铁盐稳定化砷、锑污染土特性 的影响及机制研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(2): 432-442.
[13] 李敏, 于禾苗, 杜红普, 曹保宇, 柴寿喜, . 冻融循环对二灰和改性聚乙烯醇 固化盐渍土力学性能的影响[J]. 岩土力学, 2022, 43(2): 489-498.
[14] 魏丽, 柴寿喜, 张琳, 李瑶, . 冻融作用下三类纤维加筋固化土的抗压抗拉性能[J]. 岩土力学, 2022, 43(12): 3241-3248.
[15] 高欢, 翟越, 汪铁楠, 李宇白, 王铭, 李艳, . 主动围压作用下混凝土-花岗岩组合体抗压力学 特性与强度预测模型研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(11): 2983-2992.
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[1] 祝云华,刘新荣,舒志乐. 对“‘深埋隧道开挖围岩失稳突变模型研究’讨论”的答复[J]. , 2009, 30(10): 3215 -3216 .
[2] 刘小文,常立君,胡小荣. 非饱和红土基质吸力与含水率及密度关系试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3302 -3306 .
[3] 王观石,李长洪,陈保君,李世海. 应力波在非线性结构面介质中的传播规律[J]. , 2009, 30(12): 3747 -3752 .
[4] 王朝阳,许 强,倪万魁. 原状黄土CT试验中应力-应变关系的研究[J]. , 2010, 31(2): 387 -391 .
[5] 刘远明,夏才初. 直剪条件下非贯通节理岩体岩桥力学性质弱化机制及贯通模型初步研究[J]. , 2010, 31(3): 695 -701 .
[6] 闫 铁,李 玮,毕雪亮. 基于分形方法的多孔介质有效应力模型研究[J]. , 2010, 31(8): 2625 -2629 .
[7] 刘 嘉,王 栋. 正常固结黏土中平板锚基础的吸力和抗拉力[J]. , 2009, 30(3): 735 -740 .
[8] 赵尚毅,郑颖人,李安洪,邱文平,唐晓松,徐 俊. 多排埋入式抗滑桩在武隆县政府滑坡中的应用[J]. , 2009, 30(S1): 160 -164 .
[9] 刘振平,贺怀建,朱发华. 基于钻孔数据的三维可视化快速建模技术的研究[J]. , 2009, 30(S1): 260 -266 .
[10] 陈保国 ,孙金山 ,张 磊. 上埋式钢筋混凝土拱涵受力特性及地基处理研究[J]. , 2011, 32(5): 1500 -1506 .