目錄
第1章緒論 1
1.1 研究背景和必要性 1
1.2 軟土固化基本原理 3
1.2.1 水泥生產(chǎn)工藝及成分 3
1.2.2 水泥固化土原理 6
1.3 固化土宏觀(guān)性能影響因素 6
1.3.1 固相與級(jí)配 8
1.3.2 水相作用 9
1.3.3 黏土礦物反應(yīng)活性及水化特性 10
1.3.4 攪拌均勻性 13
1.4 固化土微納觀(guān)物質(zhì)鑒別 15
第2章粉砂粒組作用機(jī)制與土源級(jí)配控制 18
2.1 固相級(jí)配對(duì)固化土膠凝行為的影響與調(diào)控 18
2.1.1 試驗(yàn)材料 18
2.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法 22
2.1.3 摻砂固化土的強(qiáng)度 27
2.1.4 考慮級(jí)配效應(yīng)的修正灰水比 30
2.1.5 土源級(jí)配對(duì)固化土強(qiáng)度的調(diào)控 38
2.2 固相級(jí)配對(duì)固化土摩擦與耐久行為的影響 40
2.2.1 試驗(yàn)內(nèi)容 40
2.2.2 固化土的摩擦行為 43
2.2.3 粉/砂粒組的摻入對(duì)固化土耐久性的影響 48
2.3 固化土中粉/砂粒組夾雜作用的微細(xì)觀(guān)機(jī)制 51
2.3.1 固化土的微觀(guān)形貌 51
2.3.2 數(shù)值仿真建模 55
2.3.3 計(jì)算結(jié)果 59
第3章水相作用鑒別與真空脫濾調(diào)控 71
3.1 水相作用機(jī)理 71
3.1.1 試驗(yàn)材料 71
3.1.2 試樣制備與試驗(yàn)方法 73
3.1.3 試驗(yàn)結(jié)果 75
3.1.4 固化土中液相組成鑒別與驗(yàn)證 77
3.2 固化土真空脫濾工藝的室內(nèi)試驗(yàn) 81
3.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 81
3.2.2 測(cè)試內(nèi)容 82
3.2.3 試驗(yàn)結(jié)果 83
3.3 固化土真空脫濾機(jī)理 86
3.3.1 固化土的微觀(guān)結(jié)構(gòu) 86
3.3.2 尾水中Ca2+濃度 87
3.3.3 固化土的孔隙特征 88
第4章熟料功能組分與固化土特性 91
4.1 人工黏土和單礦熟料的制備及其性質(zhì) 91
4.1.1 高嶺土和膨潤(rùn)土的性質(zhì) 91
4.1.2 單礦C3S 和C3A 的合成方法及其性質(zhì) 92
4.1.3 水化產(chǎn)物-黏土礦物制樣配合比 93
4.2 試驗(yàn)方案與試驗(yàn)方法 95
4.3 物理力學(xué)特性 96
4.4 微觀(guān)形貌與結(jié)構(gòu)演化 101
第5章物質(zhì)成分的微納觀(guān)鑒別 107
5.1 試樣制備與物質(zhì)相鑒別方法 107
5.1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 107
5.1.2 紅外光譜分析 109
5.1.3 原子力顯微鏡及網(wǎng)格納米壓痕 109
5.1.4 29Si/27Al 固體高場(chǎng)核磁共振 112
5.2 反卷積與聚類(lèi)統(tǒng)計(jì)分析 113
5.2.1 概率密度函數(shù) 113
5.2.2 累積分布函數(shù) 114
5.3 物質(zhì)相鑒別與表征 114
5.3.1 熱重分析 114
5.3.2 紅外光譜分析 115
5.3.3 網(wǎng)格納米壓痕統(tǒng)計(jì)分析 116
5.3.4 固相核磁共振分析 124
5.4 黏土礦物參與反應(yīng)程度概念模型及定量表征方法 131
第6章固化土強(qiáng)度解譯與固化劑組分設(shè)計(jì) 134
6.1 固化土強(qiáng)度構(gòu)成的解譯 135
6.1.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方法 135
6.1.2 強(qiáng)度的定量解譯 139
6.1.3 強(qiáng)度定量解譯對(duì)固化劑組分設(shè)計(jì)的啟示 145
6.2 固廢基固化劑組分設(shè)計(jì)框架 145
6.2.1 不考慮黏土礦物參與反應(yīng)的固廢組分設(shè)計(jì)方法 147
6.2.2 考慮黏土礦物參與反應(yīng)的固廢組分修正模型 148
6.2.3 實(shí)施步驟 149
6.3 實(shí)施案例與效能分析 151
6.3.1 福州固化海相軟土室內(nèi)試驗(yàn) 151
6.3.2 佛山固化淤泥質(zhì)土現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 156
第7章固化均勻性與宏微觀(guān)性質(zhì)關(guān)聯(lián) 161
7.1 均勻性測(cè)試與評(píng)價(jià)方法 162
7.1.1 均勻性概念 162
7.1.2 均勻性檢驗(yàn)中關(guān)鍵成分測(cè)試方法 162
7.1.3 均勻性評(píng)價(jià)方法 164
7.2 固化土均勻性表征 166
7.2.1 檢測(cè)單元及采樣點(diǎn) 166
7.2.2 取樣測(cè)試 167
7.2.3 攪拌均勻性評(píng)價(jià) 167
7.2.4 室內(nèi)尺度均勻性評(píng)價(jià)案例 168
7.3 均勻性對(duì)宏觀(guān)行為的影響 169
7.3.1 試驗(yàn)材料 169
7.3.2 試樣制備與試驗(yàn)方法 170
7.3.3 均勻性測(cè)試結(jié)果與表征 172
7.3.4 均勻性對(duì)強(qiáng)度的影響 173 v
7.3.5 均勻性對(duì)滲透性的影響 174
7.3.6 均勻性對(duì)耐久性的影響 175
第8章水泥基固化土脫濾效能與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 179
8.1 依托工程概述 179
8.2 施工方案 180
8.3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)內(nèi)容 181
8.3.1 排水量分析 181
8.3.2 輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn) 181
8.3.3 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 182
8.3.4 孔隙分布 183
8.4 加固效果評(píng)價(jià) 183
8.4.1 排水量 183
8.4.2 輕型動(dòng)力觸探擊數(shù) 184
8.4.3 取芯強(qiáng)度 185
8.4.4 微細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu) 186
參考文獻(xiàn) 188