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浙江大学学报(工学版)
浙江大学学报(工学版)  2019, Vol. 53 Issue (11): 2168-2174    DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2019.11.015
土木工程、市政工程     
镁质水泥复合固化剂固化有机质土的抗压强度模型
朱剑锋1,2(),庹秋水1,3,邓温妮4,饶春义1,刘浩旭1
1. 宁波大学 建筑工程与环境学院，浙江 宁波 315211
2. 浙江科技学院 土木与建筑工程学院，浙江 杭州 310023
3. 浙江交工集团股份有限公司 大桥分公司，浙江 杭州 310051
4. 东南大学 土木工程学院，江苏 南京 211189
Model of compressive strength of cured organic soil solidified by magnesium cement complex curing agent
Jian-feng ZHU1,2(),Qiu-shui TUO1,3,Wen-ni DENG4,Chun-yi RAO1,Hao-xu LIU1
1. Faculty of Architectural, Civil Engineering and Environment, Ningbo University, Ningbo 315211, China
2. School of Civil Engineering and Architecture, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou 310023,China
3. Bridge Branch Zhejiang Provincial Transportation Engineering Construction Group Co. Ltd, Hangzhou 310051, China
4. School of Civil Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China
 全文: PDF(1143 KB)   HTML
摘要：

为了给实际工程中镁质水泥复合固化剂对有机质土的加固效果提供评价依据，以镁质水泥固化土（TZ18固化土）的无侧限抗压强度作为评价指标，分别研究有机质、水、固化剂的质量分数以及龄期对无侧限抗压强度的影响规律. 结果表明：TZ18固化土的无侧限抗压强度随有机质质量分数的增加呈二次函数形式降低，随水和固化剂质量分数的增加分别呈幂函数形式降低和提高，随龄期的增加呈自然对数形式增长. 基于此规律，建立TZ18固化土的抗压强度预测模型. 算例分析表明，该模型能较好地预测任意有机质、水、固化剂的质量分数以及龄期下的TZ18固化土的无侧限抗压强度.
关键词： 镁质水泥固化剂;  有机质;  水的质量分数;  龄期;  无侧限抗压强度;  预测模型    
Abstract:

In order to provide evaluation basis for the solidification effect of cured organic soil solidified by the magnesium cement complex curing agent in practical engineering, the unconfined compressive strength of the magnesium-cement cured soil (TZ18 cured soil) was taken as the evaluation index, and the influences of the mass fraction of organic matter, water and curing agent and the age on the unconfined compressive strength were investigated. Results showed that the unconfined compressive strength of the TZ18 cured soil decreased in quadratic function with the increase of organic matter mass fraction and reduced in power function with the increase of water mass fraction, whereas increased in power function with the increase of cured agent mass fraction and enhanced in natural logarithm function with the growth of age. Based on the above tested results, a forecast model of the comprehensive compressive strength of TZ18 cured organic soil was developed. Example analysis indicated that the proposed model can predict the unconfined compressive strength of TZ18 cured soil at any mass fraction of organic matter, water and curing agent as well as age.
Key words: magnesium cement curing agent    organic matter    mass fraction of water    age    unconfined compressive strength    forecast model
收稿日期: 2018-09-16 出版日期: 2019-11-21
CLC:  TU 411  
基金资助: 国家自然科学基金资助项目（51879133，51508092，51409142）；浙江省自然科学基金资助项目（LY17E080006）；江苏省自然科学基金资助项目（BK20150611）；宁波市自然科学基金资助项目（2017A610307）
作者简介: 朱剑锋（1982—），男，副教授，从事软土加固机理及本构关系研究. orcid.org/0000-0001-5784-6187. E-mail： zhujianfeng0811@163.com
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朱剑锋
庹秋水
邓温妮
饶春义
刘浩旭

引用本文:

朱剑锋,庹秋水,邓温妮,饶春义,刘浩旭. 镁质水泥复合固化剂固化有机质土的抗压强度模型[J]. 浙江大学学报(工学版), 2019, 53(11): 2168-2174.

Jian-feng ZHU,Qiu-shui TUO,Wen-ni DENG,Chun-yi RAO,Hao-xu LIU. Model of compressive strength of cured organic soil solidified by magnesium cement complex curing agent. Journal of ZheJiang University (Engineering Science), 2019, 53(11): 2168-2174.

链接本文:

http://www.zjujournals.com/eng/CN/10.3785/j.issn.1008-973X.2019.11.015    或    http://www.zjujournals.com/eng/CN/Y2019/V53/I11/2168

图 1  试验用土实物图
土样名称 wW/% γ/（kN·m–3） e wp/% wL/% Es1-2/MPa φ/（°） c/kPa
淤泥质黏土 43.6 17.6 1.16 21.4 35.8 1.84 3.84 4.37
表 1  土样的物理力学指标
材料名称 分子/结构式 规格 生产厂家
1）注：AR为分析纯试剂（analytical reagent）
腐殖酸 ? 农业级 江西萍乡红土地
七水硫酸镁 MgSO4·7H2O 农业级 广州林国化肥
轻烧氧化镁 MgO 工业级 辽宁海城菱镁矿
柠檬酸 C6H8O7 AR1） 上海国药集团
水玻璃 NaSiO3 AR 天津鼎盛鑫化工
熟料 ? 工业级 发电厂
硅灰 ? 工业级 发电厂
表 2  无侧限抗压强度试验原材料
图 2  人工有机质土与TZ18固化土的制备
组别 影响因素 各因素配比方案 T
M-0 基准配比 wC=15%；wO=6%；wW=60% 7 d
M-1 wC 12%、15%、18%、20% 7 d
M-2 wO 0%、3%、6%、9% 7 d
M-3 wW 50%、60%、70%、80% 7 d
M-4 T 7 d、14 d、28 d、60 d ?
表 3  TZ18固化土的无侧限抗压强度试验方案
图 3  TZ18固化土7 d无侧限抗压强度随腐殖酸质量分数的变化规律
图 4  TZ18固化土7 d无侧限抗压强度随水的质量分数的变化规律
图 5  TZ18固化土7 d无侧限抗压强度随固化剂质量分数的变化规律
图 6  TZ18固化土无侧限抗压强度随龄期的变化规律
图 7  归一化后的TZ18固化土7 d无侧限抗压强度与总灰水比的关系
图 8  参数A0与归一化腐殖酸质量分数的关系
图 9  归一化后的TZ18固化土无侧限抗压强度与龄期的关系
层号 土层名称 wW/% γ/（kN·m–3） e wp/% wL/% Es1-2/MPa φ/（°） c/kPa wO/%
①3 淤泥质土 68.4 17.2 1.332 27.0 45.1 2.2 10.0 14.0 6.90
③1a 淤泥质土 56.9 17.5 1.143 21.8 36.3 2.7 10.5 14.0 5.47
④1 淤泥质土 41.1 17.9 1.003 20.5 32.7 2.8 11.5 17.0 3.97
表 4  试验土样的工程指标
组别 试验用土所在层号 实测值/kPa 理论值/kPa 相对误差/%
E-1 ①3 706.2 736.87 4.34
E-2 ③1a 950.9 971.75 2.19
E-3 ④1 1 563.2 1 522.37 –2.60
表 5  实测TZ18固化土7 d无侧限抗压强度与理论值的对比
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