新型水玻璃−酯类注浆材料及其固沙体特性研究

doi:10.16285/j.rsm.2019.1388

岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (6): 2034-2042.doi: 10.16285/j.rsm.2019.1388

新型水玻璃−酯类注浆材料及其固沙体特性研究

荣驰^{1, 2}，陈卫忠^{1, 3}，袁敬强¹，张铮⁴，张毅⁵，张庆艳^{1, 2}，刘奇^{1, 2}

1. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，湖北武汉 430071；2. 中国科学院大学，北京 100049；3. 山东大学岩土与结构工程研究中心，山东济南 250061；4. 中交路桥建设有限公司，北京 100084；5. 梓承茂（上海）工程技术有限公司，上海 200050

收稿日期:2019-08-12 修回日期:2019-10-31 出版日期:2020-06-11 发布日期:2020-08-02
作者简介:荣驰，男，1995年生，硕士研究生，主要从事注浆加固机制及相关防治技术研究。
基金资助:
湖北省创新群体研究项目（No.2018CFA012）；国家自然科学基金面上项目（No.51879258）。

Study on new sodium silicate-ester grouting material and its properties of grouted-sand

RONG Chi^{1, 2}, CHEN Wei-zhong^{1, 3}, YUAN Jing-qiang¹, ZHANG Zheng⁴, ZHANG Yi⁵, ZHANG Qing-yan^{1, 2}, LIU Qi^{1, 2}

1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. Geotechnical and Structural Engineering Research Center, Shandong University, Jinan, Shandong 250061, China; 4. Road & Bridge International Co., Ltd., Beijing 100084, China; 5. Zichengmao (Shanghai) Engineering Technology Co., Ltd., Shanghai 200050, China

Received:2019-08-12 Revised:2019-10-31 Online:2020-06-11 Published:2020-08-02
Contact: 陈卫忠，男，1968年生，博士，研究员，博士生导师，主要从事隧道及地下工程方面的教学及研究工作。E-mail: wzchen@whrsm.ac.cn E-mail: rongchi17@mails.ucas.edu.cn
Supported by:
This work was supported by the Research Project of Innovation Groups in Hubei Province(2018CFA012) and the General Program of National Natural Science Foundation of China (51879258).

摘要/Abstract

摘要： 针对风积沙边坡稳定性差和常用加固技术存在成孔困难、加固范围有限等问题，提出以二元酸酯为固化剂的新型水玻璃?酯类浆液对风积沙进行加固的思路。采用倒杯法和旋转黏度计对新型水玻璃?酯类浆液的凝胶时间、黏度时变性进行了系统测试，并通过三轴试验研究不同浆液填充率对固沙体强度和渗透性的影响规律。研究表明：新型水玻璃?酯类浆液凝胶时间在20 s～60 min之间，浆液黏度随时间增长呈现指数型增长变化，且凝胶之前黏度低；当浆液填充率从0%增加至100%，固沙体黏聚力由0 kPa线性增加至148.4 kPa，内摩擦角按抛物线变化规律从32.1o增加至37.8o，渗透系数从3.42×10?5 cm/s降低到8.74×10?7 cm/s；与水玻璃?磷酸浆液、水玻璃?硫酸浆液相比，新型水玻璃?酯类浆液固沙体抗压强度高。该研究结果为风积沙边坡加固提供了新的方法。

关键词: 风积沙边坡, 新型水玻璃?酯类浆液, 凝胶时间, 黏度时变性, 加固效果

Abstract: In view of the poor stability of aeolian sand slope and the problems such as difficult hole-forming and limited reinforcement in commonly used reinforcement technologies, the new sodium silicate-ester slurry with binary acid ester as curing agent is proposed to reinforce aeolian sand. The gel time and the time-varying behavior of viscosity of new sodium silicate-ester slurry are systematically tested by inverted cup method and rotational viscometer respectively. The influences of different slurry filling rates on the strength and permeability of grouted-sand are studied by triaxial test. The results show that the gel time is between 20 s and 60 min. The viscosity of the slurry increases exponentially with time and the viscosity is low before gelation. When the slurry filling rate increases from 0% to 100%, the cohesion of grouted-sand increases linearly from 0 kPa to 148.4 kPa, and the internal friction angle increases from 32.1° to 37.8° according to the parabolic law, and the permeability coefficient decreases from 3.42×10?5 cm/s to 8.74×10?7 cm/s. Comparing with sodium silicate-phosphoric acid slurry and sodium silicate-sulfuric acid slurry, the compressive strength of grouted-sand reinforced by new sodium silicate-ester slurry is higher. The research results of this paper provide a new method for the reinforcement of aeolian sand slope.

Key words: aeolian sand slope, new sodium silicate-ester slurry, gel time, time-varying behavior of viscosity, reinforcement effect

中图分类号: TU 411

荣驰, 陈卫忠, 袁敬强, 张铮, 张毅, 张庆艳, 刘奇, . 新型水玻璃−酯类注浆材料及其固沙体特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 2034-2042.

RONG Chi, CHEN Wei-zhong, YUAN Jing-qiang, ZHANG Zheng, ZHANG Yi, ZHANG Qing-yan, LIU Qi, . Study on new sodium silicate-ester grouting material and its properties of grouted-sand[J]. Rock and Soil Mechanics, 2020, 41(6): 2034-2042.

参考文献

相关文章 15

[1]	雷华阳, 王磊, 刘景锦, 王鹏, 章纬地, 薄钰, . 化学改性联合真空预压法加固吹填土试验分析[J]. 岩土力学, 2022, 43(4): 891-900.
[2]	杨佳乐, 李双洋, 刘德仁, 王旭, 朱怀太, 徐硕昌, . 絮凝−电渗法联合治理淤泥质土试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(10): 2861-2872.
[3]	张卢明, 周勇, 范刚, 蔡红雨, 董云. 强震作用下核安全级反倾层状软岩高陡边坡组合支挡结构抗震性能研究与加固效果评价[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1740-1749.
[4]	任连伟, 曹辉, 孔纲强. 试剂注入配合比对化学电渗法处治软黏土加固效应对比研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1219-1226.
[5]	史吏, 胡东东, 蔡袁强, 潘晓东, 孙宏磊, . 增压式真空预压吹填淤泥孔压实时响应及加固机制初探[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 185-193.
[6]	沙飞, 李术才, 林春金, 刘人太, 张庆松, 杨磊, 李召峰. 砂土介质注浆渗透扩散试验与加固机制研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4259-4269.
[7]	戴国亮，万志辉 ,竺明星，龚维明, . 基于黏度时变性的桩端压力浆液上返高度模型及工程应用[J]. , 2018, 39(8): 2941-2950.
[8]	张连震，张庆松，刘人太，李术才，王洪波，李卫，张世杰，朱光轩. 考虑浆液黏度时空变化的速凝浆液渗透注浆扩散机制研究[J]. , 2017, 38(2): 443-452.
[9]	杜野，裴向军，黄润秋，何智浩，张佳兴. 黏度时变性注浆材料流动特性与应用研究[J]. , 2017, 38(12): 3498-3504.
[10]	陈东方，冯夏庭，徐鼎平，江权，刘国锋，简崇林，. 砂浆锚杆加固效果的等效数值模拟方法研究[J]. , 2015, 36(4): 1195-1204.
[11]	杨宝全，陈媛，张林，董建华，陈建叶 , . 基于地质力学模型试验的锦屏拱坝坝肩加固效果研究[J]. , 2015, 36(3): 819-826.
[12]	郑轩，孔令伟,. 连续桩键结构的抗滑机制及加固效果研究[J]. , 2014, 35(9): 2616-2622.
[13]	武亚军，杨建波，张孟喜. 真空加载方式对吹填流泥加固效果及土颗粒移动的影响研究[J]. , 2013, 34(8): 2129-2135.
[14]	章定文，韩文君，刘松玉，杜广印. 劈裂真空法加固软土地基的效果分析[J]. , 2012, 33(5): 1467-1472.
[15]	杨志全，侯克鹏，郭婷婷，马秋. 黏度时变性宾汉体浆液的柱-半球形渗透注浆机制研究[J]. , 2011, 32(9): 2697-2703.

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