[发明专利]一种淤泥质土的固化处理方法

说明书

技术领域

本发明属于土木建筑工程技术领域，具体涉及一种淤泥质土的固化处理方法。

背景技术

目前，市面上有上百种固化剂，这些固化剂往往是针对某一待处理土质进行研制的，在研究过程中，待处理土的性质(比如有机质含量和含水量)是固定不变的，但是在工程应用中，由于需要处理的地基或者滩涂地比较分散，又或者跨度比较大，土的有机质含量和含水量有较大的变化，那么工程人员一般是通过以往的经验对固化剂的掺量进行调节，而没有一个可以参考的量化模型。本发明旨在提供一种量化模型，可以根据此模型，固化剂的掺量可以通过测得待处理土有机质含量和含水量来定量的调整。

土体固化过程中，含水量的大小有着重要作用。目前采用的固化材料，从交通运输到固化效果再到经济型，大都采用水泥系和工业废弃物如废石膏、废矿渣等物质，这些物质添加入土体作为固化材料，发生水化等一系列反应，其中水的含量有着重要影响，含水量的多少将直接影响参与反应的各种离子的浓度，关系到固化反应的能否进行，能否进行的彻底，也将影响固化反应的走向，生成物的种类和数量。固化反应过程中，结晶水和自由水不断的转换，对水化产物与土体、水化产物之间的联结和硬化起到显著作用。

在土体固化过程中，腐殖酸与水泥水化产物Ca(OH)₂产生反应，遏制了水化反应C-S-H和C-A-H的生成，大大减弱了水化产物与黏土颗粒之间的作用以及固化土的强度发展。腐殖酸可细分为富里酸和胡敏酸，土壤学研究表明，胡敏酸含官能团多，具有较强的离子交换能力。在土体结构影响方面，由于胡敏酸是一种无定型凝胶，所以它对土体结构破坏作用较大，而富里酸元素组成和分子结构与胡敏酸虽然相似，但其主要特点是阳离子交换能力强，酸性略弱，因此它对矿物质的分解起到很大作用，对土体的固化反应成生物有破坏作用，严重影响固化土强度。

朱龙芬(2007)分析了含水量对水泥固化土的影响，通过对比试验，得到一个阈值，当含水量大于该阈值时，固化效果不明显。

邵玉芳(2007)针对西湖疏浚淤泥进行了含水量对其固化效果影响的试验，认为含水量值对固化效果影响很大，若将含水量降至100％以下，淤泥固化土的强度随固化材料掺入比和龄期的提高均有较大的增长。

谢志强(2007)认为固化土收缩性与初始含水量、龄期成正趋势，与水泥添加量成反趋势；强度与初始含水量成反趋势，与水泥添加量、龄期成正趋势。

徐日庆(2007)通过在软土中掺入腐殖酸的方法制备人工有机质土，并对其进行了室内试验，结果表明人工有机质土的液限随土有机质含量的增加而呈指数形式增长，塑限则呈线性形式增长，固化土无侧限强度则随有机质含量的增加呈对数形式下降。

张树彬(2009)通过研究认为胡敏酸的羧基在水环境中会增多，其与固化反应产生的AI³⁺和Ca²⁺生成复合化合物阻碍水化反应的进行，由此表胡敏酸对水泥土无侧限抗压强度影响效果较强。

Harvey Omar R(2010)通过试验认为水化硅酸钙能够很好的提高蒙脱石的强度，而有机质遏制其发展；通过热流差解释了有机质对水化硅酸钙生成的影响。

Erdem O.Tastan(2011)通过粉煤灰来改善有机质含量较高的土的强度，试验结果表明粉煤灰中的CaO含量与CaO/SiO₂比值对固化土强度与刚度有显著的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种淤泥质土的固化处理方法，并提出可以根据土体含水量和有机质含量参数来调节固化剂掺量的量化模型，以期达到最好的工程及经济效益，能够应用于各类有机质软土地基的处理。

一种淤泥质土的固化处理方法，包括，检测土体的初始有机质含量和初始含水量，结合工程实际需要的无侧限抗压强度，根据量化模型确定固化剂掺量，据此掺量加入固化剂对淤泥质土进行固化处理；

所述量化模型如下：

Y＝1186.86-88.52X₁-86.89X₂+73.71X₃-41.14X₁X₃-20.68X₁²-72.70X₂²+9.92X₃²(1)