冻结水泥改良氯盐粉质黏土强度特性及微观机理

摘要

近海软弱富水含盐地层地下工程施工常伴随高承压水的风险，对其采用水泥系改良和人工冻结法联合加固可提高地层强度和止水性，并抑制冻胀融沉变形，而冻结水泥土的力学特性是冻结壁设计的重要依据。针对冻结水泥改良氯盐粉质黏土的强度特性和微观孔隙变化研究不足，通过无侧限抗压强度(UCS)试验和压汞(MIP)试验，研究冻结水泥改良氯盐粉质黏土的应力应变、UCS以及初始弹性模量，孔隙率与UCS之间的关联性，分析强度变化机理。结果表明：其UCS和初始弹性模量与水泥掺入比呈正相关，与含盐量、温度呈负相关，温度对冻结水泥改良氯盐粉质黏土UCS影响程度最大，含盐量的影响最小。可采用Duncan-Chang模型和应变软化模型表征其应力-应变关系，并基于UCS试验给出了冻结水泥改良氯盐粉质黏土的模型参数。水泥掺入比增加，分形维数增大，大孔/小孔比例减小。含盐量增加，小孔向中孔发展，分形维数下降。研究成果可为水泥系改良与人工冻结法联合加固设计提供依据。

关键词

人工冻结法 / 水泥改良 / 粉质黏土 / 氯盐 / 无侧限抗压强度试验 / 压汞试验