岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (9): 2953-2965.doi: 10.16285/j.rsm.2025.1276CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.1276
李炳志1, 2,闵凡路1, 2,张楠3,李永波4,张亚洲4,申志军5
LI Bing-zhi1, 2, MIN Fan-lu1, 2, ZHANG Nan3, LI Yong-bo4, ZHANG Ya-zhou4, SHEN Zhi-jun5
摘要: 大直径泥水盾构产出的巨量废弃土导致的环保问题日益严重,MgO固化−碳化技术则是一种高效、绿色可持续的废弃土改性方法,但碳化过程中土壤质量转化规律及机制尚不明确。为此,基于水分转化机制,定量测定了不同MgO掺量、碳化时间条件下碳化土的孔隙水、CO2含量,探究土壤各组分质量变化规律,提出质量转化机制模型与质量转化模型,分析质量转化模型与力学性质间关联。结果表明:碳化过程中土壤质量改变由CO2吸收和蒸发水逸出构成,各组分含量的变化满足水分转化、碳−水协同关系;由CO2吸收引起的土体质量增长比例随碳化时间的延长而增大,最多可吸收197 kg/m3;水分转化重心逐渐向矿物水的增加迁移,最多有48%的孔隙水转化为碳化矿物水。拟合发现,随着掺量的增大,孔隙水消耗与CO2吸收的比值下降,碳化反应吸收CO2的效率更高。通过建立基于水分转化原理的质量转化模型,利用模型中各组分的变化来间接判断强度、弹性模量的改变情况,其中孔隙水变化量与无侧限强度、弹性模量分别呈自然指数、线性关系,通过质量转化模型分析力学性质的计算方法为MgO固化−碳化泥水盾构高液限粉土的预测提供了一种新的思路。
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