高含水率下郑州商城遗址土改性性能研究

摘要

基于二氧化碳的碳化作用，选取郑州商城遗址为研究对象，采用“阶梯递进”土遗址改性方法，添加甲基硅酸钠改性遗址土，并建立有限元模型分析遗址安全性能，探讨商城遗址土的改性性能。结果表明：甲基硅酸钠能有效提高土体的抗剪强度和耐崩解性，3%浓度甲基硅酸钠和碳化2 h改性土的抗剪强度最大，3%浓度甲基硅酸钠和碳化3 h改性土的耐崩解性能最好；甲基硅酸钠采用“阶梯递进”滴渗法处理后，土样的渗透深度达4 cm以上，且试样表面不出现裂纹、不发生坍塌。扫描电镜观察发现甲基硅酸钠碳化反应物聚硅氧烷膜附着在颗粒表面，改变了颗粒表面水张力的方向，提高了土体的耐崩解性；其产物聚硅醚填充了土颗粒孔隙，使改性土的微观结构更加致密。ABAQUS软件计算发现高含水率下商城遗址修复时的安全系数为1.12,甲基硅酸钠改性后安全系数提高到1.9。研究结果可为开展“阶梯递进”大体积土遗址改性提供依据。

关键词

商城遗址 / 碳化作用 / 力学性能 / 水理性能