發(fā)布時(shí)間：2020-10-19 23:09

　　 濱海地區(qū)改良軟土?xí)艿胶Ｋ拈L(zhǎng)期浸泡作用,為獲得其力學(xué)性能隨時(shí)間的演化規(guī)律,依據(jù)海水的主要物質(zhì)成分和含量制備了鹽水溶液。選取天津?yàn)I海新區(qū)的軟土,摻入15%的水泥進(jìn)行養(yǎng)護(hù),為便于對(duì)比分析,選用有機(jī)質(zhì)含量低的粉土作比較。為了說(shuō)明鹽溶液浸泡的作用,進(jìn)行了鹽水和淡水兩種浸泡方式的對(duì)比試驗(yàn)。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明,改良軟土歷經(jīng)淡水溶液和鹽溶液浸泡3 d后其強(qiáng)度差值達(dá)到最大,7 d和28 d養(yǎng)護(hù)齡期試樣分別相差0.40、1.28 MPa,建議利用28 d的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)齡期強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)參考值。利用Geo-Studio中的Seep/W和CTRAN模塊模擬了鹽溶液離子浸入試樣的過(guò)程,發(fā)現(xiàn)離子在試樣內(nèi)部遷移2~3 d趨于平穩(wěn),主要遷移至離試樣表層5 mm的區(qū)域范圍內(nèi),數(shù)值計(jì)算結(jié)果與宏觀力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果相一致。
【部分圖文】：

后進(jìn)行浸泡，各類離子含量見表2，摻入順序如圖2所示。表2不同鹽組份的濃度[8]Table2Concentrationofvarietysalt[8]鹽的種類標(biāo)準(zhǔn)海水中鹽含量/(g/L)人工鹽溶液中鹽含量/(g/L)NaCl21.0105.0MgCl22.5412.7MgSO4·7H2O1.547.7CaSO4·2H2O2.4312.15CaCO30.100.50圖2鹽溶液制備流程Fig.2Flowchartofpreparationforsaltsolution參考《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》[9]，對(duì)已備好的改良土試樣經(jīng)過(guò)預(yù)定的浸泡天數(shù)，放在自然環(huán)境下脫濕至初始含水率，然后進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，浸泡后試樣見圖3。圖3浸泡后試樣表面微裂縫Fig.3Surfacemicrofractureofspecimenaftersoaking3無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度分析按照上述試驗(yàn)方案試驗(yàn)，所得結(jié)果見表3，改良軟土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨浸泡時(shí)間的變化規(guī)律如圖4所示。充分?jǐn)嚢璩浞謹(jǐn)嚢枇罆褚粫円挂来渭尤隢aCl、靜置一晝夜加入MgCl2加入蒸餾水配制完成CaSO4·2H2OCaCO3MgSO4·7H2O充分?jǐn)嚢?25507510010-410-310-210-1土粒直徑/mm土于某粒徑的小質(zhì)量百分?jǐn)?shù)%/粉土軟土

述試樣取值。試樣四周施加H=0.3m的靜壓水頭，軟土取用葉為民等[17]的土-水特征曲線如圖5所示。圖5土-水特征曲線Fig.5Soil-watercharacteristiccurves表4CTRAN模塊邊界條件及材料參數(shù)Table4BoundaryandparametersofCTRANmode離子種類初始濃度C0/(g/m3)擴(kuò)散系數(shù)/(10-12m2/s)吸附系數(shù)/(10-3g/g)+Na3.871.0102.502+Mg0.441.2202.20Cl75.802.0504.6024SO1.480.5255.40分別模擬試樣浸泡3、6、10d后，觀察試樣內(nèi)部離子濃度情況，幾何模型H取100mm，D取50mm，見圖6。圖6計(jì)算模型示意圖Fig.6Sketchofcalculatedmode特征點(diǎn)2:深度為2mm特征點(diǎn)1:深度為1mm特征點(diǎn)3:深度為4mm010mm50mm0.250.300.350.400.450.50050100150200250基質(zhì)吸力/kPa積含水率體/cm(3cm/3)

496巖土力學(xué)2015年4.3浸泡天數(shù)對(duì)鹽離子濃度的影響規(guī)律鈉離子計(jì)算結(jié)果云圖，如圖7所示。(a)鈉離子濃度分布云圖(b)鈉離子濃度分布局部放大細(xì)部圖圖7鈉離子濃度分布云圖和鈉離子濃度分布局部放大細(xì)部圖Fig.7NephogramofsodionconcentrationdistributionAnddetailsofsodionconcentrationdistribution以試樣上頂面圓心為基點(diǎn)，分別取距離試樣表層距離1、2、4mm三個(gè)特征點(diǎn)，計(jì)算得試樣中+Na、2+Mg、Cl、24SO四種離子單位吸附量與浸泡時(shí)間關(guān)系，如圖8所示。由圖可知，浸泡初期，鹽離子遷移進(jìn)入試樣內(nèi)部，短時(shí)間內(nèi)鹽離子無(wú)法完全彌散，故在浸泡剛開始時(shí)試樣表層的鹽離子濃度較大。隨著浸泡時(shí)間的增加，部分鹽離子被土顆粒吸附，部分鹽離子彌散至試樣孔隙水之中，此時(shí)鹽離子濃度呈下降趨勢(shì)，試樣內(nèi)部鹽溶液的鹽離子流失量逐漸增大，最終試樣內(nèi)部離子濃度基本穩(wěn)定，保持不變。不難發(fā)現(xiàn)，軟土試樣內(nèi)部陽(yáng)離子濃度基本在浸泡3d后達(dá)到穩(wěn)定。換言之，浸泡3d后土體顆粒已經(jīng)對(duì)陽(yáng)離子的吸附趨于飽和，從而奪取土體中的硅酸根，并與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硅酸化合物，破壞了試樣的結(jié)構(gòu)性，侵蝕試驗(yàn)孔隙結(jié)構(gòu)。試樣內(nèi)部陰離子在2d后，其流失量趨于平穩(wěn)，浸泡2d后陰離子（主要為硫酸根）與土體骨架充分接觸，生成難溶于水的硫酸化合物，經(jīng)歷1d的反應(yīng)，這種化合物過(guò)剩累積導(dǎo)致膨脹，致使試樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，與圖4中軟土試樣在鹽溶液浸泡和淡水浸泡3d后，兩者強(qiáng)度差值達(dá)到最大的試驗(yàn)結(jié)果相符。4.4試樣內(nèi)部鹽離子濃度的分布規(guī)律取10d作為浸泡時(shí)間特征點(diǎn)，計(jì)算得+Na、2+Mg、Cl、24SO四種離子濃度與深度關(guān)系，如圖9所示。由圖可知，經(jīng)過(guò)鹽溶液10d浸泡之后，試樣與鹽溶液接觸面鹽離子溶度最大，與溶液鹽離子溶?
【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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