復(fù)合固結(jié)土簡介

這種材料凝聚結(jié)構(gòu)和結(jié)晶縮合結(jié)構(gòu)的形成有賴于物理力學(xué)過程、化學(xué)過程和物理化學(xué)過程的充分發(fā)生。采用少量土壤固化劑和適量膠結(jié)材料在外力作用下經(jīng)復(fù)合固結(jié)而形成的板體，用做路面基層或建筑地基的加固。對(duì)于需加固的土壤，根據(jù)土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)，只需摻入一定量的固化劑，經(jīng)拌勻、壓實(shí)處理，即可達(dá)到需要的性能指標(biāo)。其特點(diǎn)是路用技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良、工程造價(jià)低、施工方便、縮短工期，尤其是有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)。其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、抗彎拉強(qiáng)度、抗壓回彈模量、水穩(wěn)定性、抗冰凍性等主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到或超過傳統(tǒng)路面基層材料。

1. 各等級(jí)道路的基層及底基層的修筑。

2. 場(chǎng)地平整及固化。如停車場(chǎng)、堆貨場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等。

3. 土壤固化劑免燒磚。

4. 水利工程中的堤壩填筑固化。

5. 免做面層的原生態(tài)道路。適用于綠色生態(tài)園區(qū)、景區(qū)、農(nóng)林牧區(qū)、高爾夫球場(chǎng)區(qū)等一切需要原生態(tài)路面的場(chǎng)所。

6.土壤固化劑墻體。這種墻體有溫差小，散熱慢，不怕水汽浸泡等特點(diǎn)，適用于各種大棚中墻體的修筑。

采用復(fù)合固結(jié)土可以替代大量的石灰、水泥、粉煤灰、碎石、礫石等傳統(tǒng)筑路材料，節(jié)省資源、能源，節(jié)約土地，保護(hù)植被，大幅度減少二氧化碳等溫室氣體的排放量，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益特別明顯，是公路工程可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新型交通技術(shù)之一。由于它比傳統(tǒng)的水泥、石灰等土壤固化材料具有更好的性能和經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。還能解決水泥、石灰、粉煤灰等膠凝材料在土壤加固時(shí)難以解決的一些特殊問題，具有獨(dú)特的土壤固化效果和廣泛的實(shí)用性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于公路的基層及底基層、水利護(hù)坡等工程建設(shè)當(dāng)中。被美國《工程新聞》稱為20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一。日本稱之為21世紀(jì)的新型材料。復(fù)合固結(jié)土路面基層技術(shù)研究始于1998年，2003年被列為國家交通運(yùn)輸部的科研項(xiàng)目，并于2005年通過國家交通運(yùn)輸部的課題鑒定。并于2007年被交通運(yùn)輸部科教司收錄在《2005?2006年交通科技成果選編》中。2008年，該技術(shù)成果以88.4的高分順利通過了由交通運(yùn)輸部組織的西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目成果后評(píng)估，具有良好的應(yīng)用基礎(chǔ)和推廣前景，并被交通運(yùn)輸部列入《2008年度交通科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目補(bǔ)充執(zhí)行計(jì)劃》，是國家交通運(yùn)輸部“十一五”推廣的重點(diǎn)交通科技項(xiàng)目。

該技術(shù)具有力學(xué)指標(biāo)高，路用性能好，工程造價(jià)低，節(jié)省公路建設(shè)投資和節(jié)能、環(huán)保等顯著特點(diǎn)，受到公路行業(yè)的廣泛關(guān)注，現(xiàn)已在十幾個(gè)?。▍^(qū)、市）推廣應(yīng)用，應(yīng)用前景廣闊。2100433B

固結(jié)是指松軟土壤在外力作用下發(fā)生壓縮、去水而逐漸密實(shí)的過程。當(dāng)有壓力施加在土體時(shí)，土粒會(huì)更加緊密的壓在一起，使土體孔隙中水分逐漸排出、體積變小、密度增大。土壤的固結(jié)現(xiàn)象在基礎(chǔ)工程中意義重大，是地基沉降的主要因素。土壤的固結(jié)度是研究地基沉降量與時(shí)間關(guān)系的主要依據(jù)。

正常固結(jié)土超固結(jié)土

超固結(jié)土是先期固結(jié)壓力大于現(xiàn)有自重壓力的土(Pc>Po)。說明土在歷史上曾受過比現(xiàn)有自重壓力大的固結(jié)壓力。超固結(jié)土具有以下特性：

壓縮變形特性

對(duì)于超固結(jié)土，外加荷載小于其先期固結(jié)壓力時(shí)，土層的壓縮很微小，外加荷載一旦超過先期固結(jié)壓力，土的變形將顯著增大。

含水量較低

由于受前期固結(jié)壓力的影響，超固結(jié)軟土的孔隙性較小，故含水量一般低于軟土的含水量。

透水性差

由于受前期固結(jié)壓力的影響，超固結(jié)軟土的透水性一般較差。

蠕變

土的蠕變特性是土體變形時(shí)效特性最典型反應(yīng)之一，從宏觀上描述的軟土蠕變現(xiàn)象與其他材料有許多相似之處之外，不同之處在于蠕變變形收固結(jié)特性的影響，因此，分析超固結(jié)軟土蠕變變形時(shí)必須考慮土體的滲透性和孔隙水壓力的消散。在長期恒定應(yīng)力作用下，軟土將產(chǎn)生緩慢的剪切變形，并導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度的衰減；在固結(jié)沉降完成之后，軟土還可能繼續(xù)產(chǎn)生可觀的次固結(jié)沉降 。

正常固結(jié)土欠固結(jié)土

由于人類的工程活動(dòng)或自然地質(zhì)條件的變遷，導(dǎo)致在現(xiàn)存的自重壓力作用下未完成固結(jié)過程以致仍在繼續(xù)緩慢地進(jìn)行著排水固結(jié)的土體(層)。其判別標(biāo)志是現(xiàn)存的自重壓力大于其先期固結(jié)壓力或者超固結(jié)比OCR<1。特點(diǎn)：土粒在重力作用下未固結(jié)，在沉積壓密過程中產(chǎn)生鹽類析出或膠結(jié)作用，形成“結(jié)構(gòu)強(qiáng)度”，土體壓縮曲線變緩。土層形成的此類土一旦“結(jié)構(gòu)強(qiáng)度”遭到破壞，則會(huì)產(chǎn)生進(jìn)一步固結(jié)壓密，直至形成正常固結(jié)狀態(tài)。如濕陷性黃土受雨水浸泡后產(chǎn)生大量變形。

按照前期固結(jié)壓力與現(xiàn)有壓力相對(duì)比的狀況，可將土（主要為粘性土和粉土）分為正常固結(jié)土、超固結(jié)土（超壓密土）和欠固結(jié)土三類。正常固結(jié)土層在歷史上所經(jīng)受的先期固結(jié)壓力等于現(xiàn)有現(xiàn)有覆蓋土重。在研究沉積土層的應(yīng)力歷史時(shí)，通常把土層歷史上所經(jīng)受過的先期固結(jié)壓力p_c與現(xiàn)有覆蓋土重p₁進(jìn)行對(duì)比，兩者的比值定義為超固結(jié)比（OCR）。正常固結(jié)土、超固結(jié)土和欠固結(jié)土的超固結(jié)比分別為OCR=1、OCR>1和OCR<1。

當(dāng)考慮土的應(yīng)力歷史進(jìn)行沉降計(jì)算時(shí)，應(yīng)進(jìn)行高壓固結(jié)試驗(yàn)，確定先期固結(jié)壓力、壓縮指數(shù)等。確定先期固結(jié)壓力最常用的方法是

卡薩格蘭德經(jīng)驗(yàn)作圖法，步驟如下：

1從e-logp曲線上找出曲率半徑最小的一點(diǎn)A，過A點(diǎn)作水平線A1和切線A2；

2作∠1A2的平分線A3，與e-logp曲線中直線段的延長線相交于B點(diǎn)；

3B點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的有效應(yīng)力就是先期固結(jié)壓力。

由于非超載因素和氣候干燥產(chǎn)生的水分蒸發(fā)和土體干縮，特別是土體次固結(jié)過程的作用所形成的先期固結(jié)壓力。先期固結(jié)壓力是指天然土層在其歷史中所受過的最大有效應(yīng)力。先期固結(jié)土是區(qū)分土為正常固結(jié)土、超固結(jié)土和欠固結(jié)土的關(guān)鍵指標(biāo)。