岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (3): 793-815.doi: 10.16285/j.rsm.2025.00342CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.00342
孙银磊1,廖磊1,邹西1,周艳华2,程芸2,郭云豪1,王志良3,张先伟4
SUN Yin-lei1, LIAO Lei1, ZOU Xi1, ZHOU Yan-hua2, CHENG Yun2, GUO Yun-hao1, WANG Zhi-liang3, ZHANG Xian-wei4
摘要: 泥炭质土作为一类特殊软土,其物理力学性质受微观结构的影响,其高有机质、高含水率、重度低、承载力不定的特性极易导致各类工程问题。如何提高泥炭质土力学强度已成为工程实践中的热点问题。采用炉渣基地质聚合物协同水泥固化,通过无侧限抗压强度试验、直接剪切试验研究改良前后泥炭质土的力学特性,结合扫描电子显微镜(scanning electron microscope,简称SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,简称XRD)、压汞法(mercury intrusion porosimetry,简称MIP)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,简称FTIR)等微观手段对改良机制进行分析。结果表明,3种碱活化剂作用下,NaOH的活化效果最好。水泥改良泥炭质土通过离子交换、水化产物结晶及CaCO3和水化硅酸钙(C-S-H)的形成,减少颗粒孔隙并增强结合力,从而提高土体抗剪强度。活化炉渣改良泥炭质土的反应过程可分为4个阶段:溶解活化、离子交换、凝胶生成、结构重塑。碱活化剂促进炉渣玻璃质相溶解与离子缩聚形成水化硅铝酸钙(C-A-S-H)凝胶,同时泥炭质土中有机官能团通过离子交换形成CaSiO3沉淀及钙桥结构,最终形成致密复合结构提升土体抗压强度。灰色关联法分析显示:抗压强度与孔隙面积关联最紧密,抗剪强度则与形状因子关联最密切。对改良土样进行5次干湿循环试验,强度损失率最低为27%。研究成果可为碱活化炉渣替代部分水泥用于泥炭质土固化领域提供理论依据,实现软土加固和工业废物利用二者共同资源化,也为云南泥炭质土地区的施工建设提供参考借鉴。
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