腐蚀环境下纳米SiO₂改良水泥土动弹性模量与阻尼比试验

摘要

近海地区工程建设项目大多受海水腐蚀和动荷载影响，为改善近海地区水泥土基础的力学性能，选取广州某沿海工程黏土制备纳米SiO₂改良水泥土试样，利用GDS真（动）三轴仪对改良水泥土进行循环加载试验，探究腐蚀状态下纳米SiO₂对水泥土力学性能的影响，分析不同腐蚀天数、不同海盐腐蚀浓度下改良水泥土的动弹性模量及阻尼特性。结果表明：纳米SiO₂改良水泥土动弹性模量随海盐腐蚀溶液浓度增大逐渐减小，其增长速率随海盐腐蚀时间增长逐渐减弱；与普通水泥土相比，在水泥土中掺入纳米SiO₂可明显增大水泥土动弹性模量，提高土体抗腐蚀能力；利用Konder模型得出水泥土动弹性模量倒数与动应变呈良好的线性关系，且纳米SiO₂改良水泥土最大动弹性模量E_d0相比于普通水泥土有明显提高；采用Darendeli模型对水泥土动弹性模进行分析，得到纳米SiO₂改良前后水泥土动模量比衰减模型，该模型能较好地描述海盐腐蚀环境下水泥土动弹性模量随动应变的变化规律；在海盐腐蚀时间相同的条件下，纳米SiO2改良水泥土滞回圈面积S、阻尼比λ随海盐腐蚀溶液浓度增加不断增大，且均小于普通水泥土，水泥土经纳米SiO₂改良后，阻尼比λ的增长速率及增长量明显减小。在沿海腐蚀环境下，纳米SiO₂可有效提高水泥土力学性能，探究如何改良水泥土动力特性可为实际工程建设提供有效参考。

关键词

海盐腐蚀溶液 / 水泥土 / 纳米SiO₂ / 动三轴试验 / 动弹性模量 / 阻尼比