羅漢玉
(中國(guó)鐵建港航局集團(tuán)有限公司總承包分公司,廣東 珠海 519000)
我國(guó)東南沿海等地區(qū)廣泛分布著濱海相淤泥質(zhì)軟弱土,這些軟土具有含水量高、壓縮性高、承載力低、固結(jié)程度低、含有鹽分及有機(jī)質(zhì)等不良工程特性。隨經(jīng)濟(jì)社會(huì)迅速發(fā)展和城市化進(jìn)程加速擴(kuò)張,港口、碼頭等臨海建筑和新城圍海造陸項(xiàng)目不斷涌現(xiàn),若在軟土地區(qū)修建道路等基礎(chǔ)設(shè)施,則易造成軟土地基不均勻沉降甚至引發(fā)嚴(yán)重工程事故。因此,侵蝕環(huán)境下軟土地基加固及長(zhǎng)期性能評(píng)價(jià),已成為濱海地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中亟待破解的關(guān)鍵難題。
濱海地區(qū)工程建設(shè)使用水泥攪拌樁進(jìn)行地基處理,其礦物成分和微細(xì)觀結(jié)構(gòu)由于鹽分等侵蝕效應(yīng)發(fā)生改變,攪拌樁自身強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性降低,甚至導(dǎo)致水泥攪拌樁復(fù)合地基承載性能發(fā)生衰變,造成地面發(fā)生過大沉降甚至失穩(wěn)破壞。閆楠等[1]研究了海水侵蝕溶質(zhì)、鹽分濃度等對(duì)水泥固化土強(qiáng)度影響過程,建立了侵蝕濃度-侵蝕時(shí)間等效關(guān)系。吳燕開等[2]研究了不同離子濃度海水對(duì)鋼渣粉-水泥固化土強(qiáng)度劣化過程,發(fā)現(xiàn)鋼渣粉能有效降低侵蝕作用。寧寶寬等[3]研究了不同侵蝕環(huán)境下水泥固化土力學(xué)特性,探討了該環(huán)境下固化土本構(gòu)模型。韓鵬舉等[4]提出了水泥固化土強(qiáng)度與Mg2+和SO42-濃度相關(guān)聯(lián)模型,可為工程設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)提供參考價(jià)值。邢皓楓等[5]明確了水泥固化土中Mg2+、Cl-和SO42-離子含量對(duì)抗壓強(qiáng)度影響規(guī)律及內(nèi)在作用機(jī)制。白曉紅等[6]發(fā)現(xiàn)侵蝕環(huán)境中水泥固化土強(qiáng)度與侵蝕時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系,固化土強(qiáng)度與侵蝕環(huán)境中成分和濃度緊密相關(guān)。黃新等[7]發(fā)現(xiàn)侵蝕過程中硫酸鹽產(chǎn)生結(jié)晶體填充水泥土中孔隙,可提高水泥土抗壓強(qiáng)度。楊曉松等[8]研究了人工改良氯鹽漬土工程特性,探討了氯鹽侵蝕化學(xué)動(dòng)力學(xué)原理。劉東鋒[9]明確了侵蝕環(huán)境中NaCl 和MgCl2對(duì)水泥固化土的力學(xué)性質(zhì)影響過程及作用機(jī)制。Kitazume 等[10]研究了不同養(yǎng)護(hù)環(huán)境下水泥土樁體抗壓強(qiáng)度演變規(guī)律,發(fā)現(xiàn)水泥固化土強(qiáng)度衰減與Ca2+淋溶密切相關(guān)。Pham 等[11]研究了硫酸鹽環(huán)境下水泥土樁劣化過程,基于所建立分析模型實(shí)現(xiàn)了水泥土樁體強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律預(yù)測(cè)。綜上所述,當(dāng)前成果大多側(cè)重單鹽分侵蝕作用下水泥固化土力學(xué)性能劣化過程,尚缺乏雙鹽分及三鹽分協(xié)同作用對(duì)水泥固化土抵抗海水侵蝕性能及內(nèi)在機(jī)制的研究,相關(guān)研究亟需深化。
本文選取海水環(huán)境中3 種主要鹽分(NaCl、MgCl2和MgSO4),利用無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、直接剪切、掃描電鏡等試驗(yàn),識(shí)別海水侵蝕環(huán)境下水泥固化土力學(xué)特性的演變過程與微觀結(jié)構(gòu);通過Abaqus 有限元數(shù)值計(jì)算方法,明確海水侵蝕作用下水泥攪拌樁復(fù)合地基沉降與承載特性。研究成果可為我國(guó)濱海地區(qū)水泥攪拌樁加固地基及其長(zhǎng)期服役性能評(píng)判提供參考。
試驗(yàn)所用軟土取自珠海洪灣港北片區(qū)填筑及市政基礎(chǔ)設(shè)施工程施工現(xiàn)場(chǎng),近期經(jīng)人工吹填造地而成。其初始含水率、液限、塑限、最優(yōu)含水率等基本物理特征指標(biāo)值如表1 所示。深層攪拌所用水泥為42.5 級(jí)普通硅酸鹽水泥,含CaO(64.1%)、SiO2(21.85%)、Al2O3(4.31%)、Fe2O3(2.69%)等多種組分。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)海水中所含鹽分類型和鹽度進(jìn)行測(cè)定,其所含NaCl、MgCl2、MgSO4基準(zhǔn)濃度分別為5.50 g/kg、1.60 g/kg、0.16 g/kg。
表1 軟土基本物理特征Table 1 Basic physical characteristics of soft soil
針對(duì)海水中所含3 種主要鹽分(NaCl、MgCl2、MgSO4)及其基準(zhǔn)濃度,通過無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、直接剪切等系列試驗(yàn),研究鹽分濃度和養(yǎng)護(hù)齡期影響下水泥固化淤泥力學(xué)特性演變過程及微觀機(jī)制。配置單組分、雙組分和三組分鹽溶液,模擬海水侵蝕環(huán)境下不同鹽分種類及鹽分濃度的影響。雙鹽分:以NaCl 為基本溶質(zhì)(恒定濃度22 g/kg),配置NaCl-MgCl2、NaCl-MgSO4兩種情況,MgCl2和MgSO4濃度按梯度設(shè)置,即MgCl2濃度為3.2 g/kg、4.8 g/kg、6.4 g/kg 和8 g/kg,MgSO4濃度為0.32 g/kg、0.48 g/kg、0.64 g/kg、0.80 g/kg、1.6 g/kg和3.2 g/kg。三鹽分:以海水中3 種鹽分濃度為基準(zhǔn)濃度,整體上濃度以倍數(shù)(1 倍、2 倍、3 倍、4倍、5 倍)同步變化。
為保證試樣均勻性,將預(yù)先配置的鹽溶液倒入淤泥后機(jī)械攪拌10 min,隨后將水泥(摻量占淤泥干重15%)撒入淤泥再次攪拌10 min 直至均勻。將混合料分層填入模具并控制平行試樣質(zhì)量,保鮮膜密封并標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)至設(shè)定齡期(7 d、14 d、28 d)后脫模,制備無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試樣(高度50 mm、直徑50 mm)和直接剪切試樣(高度20 mm、直徑61.8 mm)。
無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)采用WDW-50kN 微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī),加載速率為1 mm/min。直剪試驗(yàn)采用應(yīng)變控制式直剪儀,水平剪切速率為1.2 mm/min。掃描電鏡試驗(yàn)采用Zeiss SIGMA 型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(分辨率1.5 nm、可放大30 倍~300 000 倍)進(jìn)行凍干試樣檢測(cè),觀察水泥固化土產(chǎn)物形貌及微觀結(jié)構(gòu)。
NaCl-MgCl2、NaCl-MgSO4和NaCl-MgCl2-MgSO4侵蝕水泥固化土經(jīng)養(yǎng)護(hù)7 d、14 d 和28 d后,其抗壓強(qiáng)度對(duì)應(yīng)隨MgCl2、MgSO4濃度(NaCl濃度恒定)和整體倍數(shù)的變化過程見圖1。分析可知,海水侵蝕水泥固化土抗壓強(qiáng)度隨養(yǎng)護(hù)齡期延長(zhǎng)而顯著增大,相同齡期時(shí)抗壓強(qiáng)度隨鹽分濃度增加而明顯降低。分析圖1(a)可知,NaCl-MgCl2侵蝕水泥固化土7 d、14 d 和28 d 時(shí)抗壓強(qiáng)度從0.70 MPa、0.95 MPa、1.17 MPa(MgCl2濃度0)持續(xù)降至0.46 MPa、0.59 MPa、0.78 MPa(MgCl2濃度8 g/kg),強(qiáng)度降幅達(dá)到34.3%、37.9%、33.3%。在22 g/kg NaCl 恒定濃度下,添加MgCl2進(jìn)一步劣化水泥固化土抗壓強(qiáng)度,且隨MgCl2濃度增加抗壓強(qiáng)度明顯下降。即MgCl2對(duì)水泥固化土侵蝕效應(yīng)大大增強(qiáng),且NaCl-MgCl2雙鹽分對(duì)水泥固化土抗壓強(qiáng)度的協(xié)同劣化效應(yīng)超過水泥水化反應(yīng)對(duì)固化土強(qiáng)度的提升程度。
圖1 雙組分和三組分侵蝕作用下水泥土抗壓強(qiáng)度Fig.1 Compressive strength of cement-solidified soils subjected to erosion from two and three salts
分析圖1(b)中NaCl-MgSO4雙鹽分影響下水泥固化土抗壓強(qiáng)度隨MgSO4濃度變化過程,發(fā)現(xiàn)抗壓強(qiáng)度隨MgSO4濃度增加整體呈下降趨勢(shì)。當(dāng)MgSO4濃度從0 升至3.2 g/kg 時(shí),7 d、14 d 和28 d 時(shí)試樣抗壓強(qiáng)度從0.70 MPa、0.95 MPa、1.17 MPa(MgCl2濃度0)持續(xù)降至0.5 MPa、0.77 MPa、0.87 MPa。在22 g/kg NaCl 恒定濃度下,MgSO4明顯劣化水泥固化土抗壓強(qiáng)度,并且MgSO4濃度小于1.6 g/kg 時(shí)試樣抗壓強(qiáng)度迅速下降,MgSO4濃度升至1.8 g/kg 時(shí)抗壓強(qiáng)度變化平緩。這說(shuō)明MgSO4濃度存在閾值,當(dāng)超過一定水平時(shí),MgSO4濃度持續(xù)升高對(duì)水泥固化土抗壓強(qiáng)度影響較為有限。NaCl 濃度恒定為22 g/kg 時(shí),MgSO4濃度對(duì)水泥固化土侵蝕效應(yīng)大大增強(qiáng),MgSO4對(duì)水泥固化土強(qiáng)度劣化程度超過水泥水化反應(yīng)誘發(fā)固化土強(qiáng)度提升幅度。
NaCl-MgCl2-MgSO4侵蝕水泥固化土抗壓強(qiáng)度隨鹽分濃度整體倍數(shù)變化過程見圖1(c)。7 d、14 d 和28 d 水泥固化土抗壓強(qiáng)度隨鹽分濃度增加整體呈下降趨勢(shì),齡期越長(zhǎng),強(qiáng)度下降趨勢(shì)越明顯。當(dāng)鹽分濃度整體倍數(shù)從0 升至5 時(shí),7 d、14 d 和28 d 水泥固化土抗壓強(qiáng)度從0.66 MPa、0.95 MPa、1.25 MPa 降至0.47 MPa、0.58 MPa、0.77 MPa,降幅高達(dá)28.8%、38.9%、38.4%。NaCl-MgCl2-MgSO4侵蝕下水泥固化土抗壓強(qiáng)度隨鹽分濃度變化與NaCl-MgCl2、NaCl-MgSO4雙鹽分時(shí)抗壓強(qiáng)度變化過程類似。事實(shí)上,三鹽分溶液更符合海水侵蝕水泥固化土賦存環(huán)境,三鹽分協(xié)同侵蝕效應(yīng)對(duì)水泥固化土抗壓強(qiáng)度劣化程度比水泥水化反應(yīng)對(duì)固化土抗壓強(qiáng)度提升幅度更明顯。
以MgCl2和MgSO4單組分侵蝕影響為例,水泥固化土黏聚力和內(nèi)摩擦角隨鹽分濃度的變化過程見圖2 和圖3。分析可知,隨鹽分濃度增加,水泥固化土內(nèi)摩擦角和黏聚力整體呈快速下降趨勢(shì)。若MgCl2濃度由0 增至6 g/kg,7 d 和28 d 固化土黏聚力從52.7 kPa、80.9 kPa 降至36.4 kPa、48.5 kPa(降幅分別為30.9%、40.1%),內(nèi)摩擦角從42.6°、50.9°降至20.9°、34.4°(降幅分別為50.9%、32.4%)。若MgSO4濃度由0 增至1 g/kg,7 d 和28 d固化土內(nèi)摩擦角從42.6°、50.9°降至22.6°、39.6°(降幅分別為50.9%、30.9%),28 d 時(shí)黏聚力從80.9 kPa 降至55.6 kPa(降幅為50.9%),但7 d黏聚力先從52.7 kPa 增至132.3 kPa,之后持續(xù)降至107.6 kPa(仍高于52.7 kPa)。值得注意的是,早期時(shí)MgSO4添加可促進(jìn)水泥水化反應(yīng),導(dǎo)致土顆粒團(tuán)聚引起內(nèi)部黏聚力顯著增加。由討論可知,MgCl2和MgSO4單組分侵蝕效應(yīng)對(duì)水泥固化土黏聚力影響明顯比對(duì)內(nèi)摩擦角影響程度更大。究其原因,鹽分侵蝕更多表現(xiàn)為破壞水泥固化土內(nèi)部顆粒間化學(xué)膠結(jié)作用,而對(duì)顆粒本身摩擦作用弱化程度偏小。
圖2 MgCl2 作用下水泥土抗剪強(qiáng)度Fig.2 Shear strength of cement-solidified soil subjected to MgCl2 erosion
圖3 MgSO4 作用下水泥土抗剪強(qiáng)度Fig.3 Shear strength of cement-solidified soil subjected to MgSO4 erosion
前述研究明確了海水侵蝕效應(yīng)對(duì)水泥固化土抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度特性的影響,采用Abaqus 有限元數(shù)值模擬評(píng)價(jià)濱海侵蝕效應(yīng)下水泥攪拌樁的工作性能。選取三鹽分基準(zhǔn)濃度(設(shè)置濃度整體倍數(shù)1),通過直接剪切和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)獲取三鹽分侵蝕作用下28 d 水泥固化土強(qiáng)度指標(biāo)與本構(gòu)參數(shù),評(píng)價(jià)在海水侵蝕效應(yīng)下水泥攪拌樁復(fù)合地基承載特性、沉降規(guī)律和破壞形式。圖4 展示了NaCl-MgCl2-MgSO4侵蝕前后水泥固化土抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。三鹽分協(xié)同侵蝕作用促使試樣抗壓強(qiáng)度、黏聚力和內(nèi)摩擦角明顯降低,隨水泥水化過程延續(xù),強(qiáng)度指標(biāo)值隨養(yǎng)護(hù)齡期延長(zhǎng)而顯著增長(zhǎng)。相比未侵蝕試樣,三鹽分侵蝕下水泥固化土抗壓強(qiáng)度、黏聚力和內(nèi)摩擦角對(duì)應(yīng)降低10.3%~20.4%、8.8%~23.3%和7.3%~13.1%。
圖4 NaCl-MgCl2-MgSO4 三鹽分作用下水泥土抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度Fig.4 Compressive and shear strength of cement-solidified soils subjected to NaCl-MgCl2-MgSO4 erosion
采用水泥土樁材料本構(gòu)參數(shù)(黏聚力、內(nèi)摩擦角)代入有限元模型進(jìn)行計(jì)算,明確海水侵蝕環(huán)境對(duì)水泥土群樁復(fù)合地基工作特性的劣化效應(yīng),結(jié)果見圖5—圖7。
圖5 侵蝕前后樁身應(yīng)力和樁側(cè)摩阻力變化過程Fig.5 Evolution of stress and side friction of mixing pile without and with erosion
分析圖5(a)中海水侵蝕前后樁身應(yīng)力隨樁長(zhǎng)變化曲線,自樁頂處開始樁身應(yīng)力明顯增加直至峰值,之后樁身應(yīng)力發(fā)生快速衰減。鹽分侵蝕效應(yīng)使樁身應(yīng)力峰值發(fā)生位置向下移動(dòng)且峰值水平降低,侵蝕前后分別在1/3 和1/2 樁長(zhǎng)深度達(dá)到應(yīng)力峰值,且峰值由侵蝕前0.60 MPa 降至侵蝕后0.53 MPa(降幅11.7%)。分析圖5(b),侵蝕效應(yīng)對(duì)樁側(cè)摩阻力影響主要體現(xiàn)在負(fù)摩阻力段,侵蝕前后樁側(cè)摩阻力從樁頂位置快速向負(fù)值方向增加,但負(fù)摩阻力值整體較為有限。侵蝕前后樁側(cè)摩阻力曲線走勢(shì)在距樁頂2.5 m 位置出現(xiàn)區(qū)別,侵蝕前樁側(cè)摩阻力曲線隨樁長(zhǎng)變化較平緩,而侵蝕后樁側(cè)負(fù)摩阻力先快速增加后減小,直至與侵蝕前樁側(cè)摩阻力曲線幾乎重合。侵蝕前后樁側(cè)負(fù)摩阻力峰值均出現(xiàn)在距樁頂約5 m 深度,負(fù)摩阻力峰值由侵蝕前4.7 kPa 增至侵蝕后8.3 kPa(增幅76.6%)。整體上,鹽分侵蝕作用導(dǎo)致水泥攪拌樁樁體強(qiáng)度指標(biāo)明顯衰減,使群樁復(fù)合地基承載能力降低。
圖6 展示了水泥攪拌樁復(fù)合地基群樁部分發(fā)生塑性變形區(qū)域。觀察群樁塑性變形區(qū)域發(fā)現(xiàn)變形云圖大致相似,即樁體塑性變形發(fā)展規(guī)律一致、潛在破壞形式一致(壓屈鼓脹破壞)。對(duì)未經(jīng)海水侵蝕樁群,樁體最大等效塑性應(yīng)變2.44 cm;對(duì)存在海水侵蝕效應(yīng)樁群,樁體最大等效塑性應(yīng)變3.25 cm,即侵蝕效應(yīng)使樁體塑性應(yīng)變?cè)龃?3.2%。這說(shuō)明群樁樁體受海水侵蝕效應(yīng)影響,樁體塑性變形大幅增加,明顯增加樁體失效破壞風(fēng)險(xiǎn)。
圖6 侵蝕前后群樁塑性變形Fig.6 Plastic deformation of mixing pile without and with erosion
圖7 展示了海水侵蝕前后水泥攪拌樁復(fù)合地基沉降量云圖。未經(jīng)海水侵蝕復(fù)合地基最大沉降值24.8 cm,海水侵蝕復(fù)合地基最大沉降值29.7 cm,即海水侵蝕弱化效應(yīng)誘使地基最大沉降量增加19.8%。海水侵蝕復(fù)合地基樁周土沉降量更大,隨土層深度增加,樁體與樁周土間差異沉降逐漸減小。由此可見,海水侵蝕效應(yīng)弱化水泥攪拌樁樁體及復(fù)合地基承載能力,樁體與樁周土的沉降量與未侵蝕復(fù)合地基相比均有增加,導(dǎo)致地表最大沉降量增加。
圖7 侵蝕前后群樁沉降量Fig.7 Settlement amount of mixing pile without and with erosion
選取NaCl-MgCl2、NaCl-MgSO4、NaCl-MgCl2-MgSO4侵蝕水泥固化土試樣經(jīng)抗壓強(qiáng)度破壞后代表性試塊,開展掃描電鏡試驗(yàn)識(shí)別侵蝕效應(yīng)誘發(fā)試樣內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)與形貌演變。分析圖8 中試樣表觀形貌,無(wú)論海水侵蝕前后,水泥土微觀結(jié)構(gòu)由水泥水化反應(yīng)主導(dǎo),即養(yǎng)護(hù)齡期增加生成更多纖維狀和針狀水化產(chǎn)物使固化體顆粒緊密排列,形成更致密結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其力學(xué)特性提升。對(duì)于濱海環(huán)境所含NaCl 對(duì)水泥土強(qiáng)度性能影響,主要取決于CaCl2·6H2O 結(jié)晶生成量。事實(shí)上,適量結(jié)晶生成會(huì)填充固化土內(nèi)部孔隙,結(jié)晶引起填充和擠密效應(yīng)增強(qiáng);然而,過量結(jié)晶引起膨脹效應(yīng)造成水泥固化土本身結(jié)構(gòu)膨脹破壞,降低水泥固化土膠結(jié)強(qiáng)度。當(dāng)NaCl 和MgCl2或MgSO4共同存在時(shí),水泥固化土內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)體系發(fā)生明顯改變。
圖8 海水侵蝕下水泥土微觀形貌Fig.8 Micromorphology of cement-solidified soils subjected to seawater erosion
當(dāng)水泥固化土中摻入MgCl2時(shí)(圖8(a)),水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2與其發(fā)生反應(yīng)生成CaCl2與Mg(OH)2,Mg(OH)2進(jìn)一步與SiO2反應(yīng)生成水化硅酸鎂凝膠(MgO·SiO2·H2O,M-S-H)。然而,Mg2+替換水化硅酸鈣凝膠(3CaO·2SiO2·3H2O,C-S-H)中Ca2+形成弱膠結(jié)能力M-S-H,導(dǎo)致土顆粒間聯(lián)接與膠結(jié)作用減弱,宏觀上表現(xiàn)為固化土試樣力學(xué)特性減弱。當(dāng)水泥固化土中摻入MgSO4時(shí)(圖8(b)),Mg2+與水化產(chǎn)物Ca(OH)2反應(yīng)生成結(jié)構(gòu)松軟、膠凝能力偏弱Mg(OH)2。同時(shí),Mg2+與水泥土中SiO2反應(yīng)生成M-S-H 并分散于C-S-H 凝膠中,使C-S-H 膠凝性能變差、水泥土強(qiáng)度降低。此外,SO42-與水泥土中Ca2+、C-A-H 等產(chǎn)物反應(yīng)生成石膏(CaSO4·2H2O)、鈣礬石(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O),這些產(chǎn)物形成過程引起試樣體積膨脹、土體內(nèi)部應(yīng)力增大,固化試樣發(fā)生膨脹破壞而引起強(qiáng)度性能劣化。值得注意的是,NaCl-MgCl2-MgSO4三鹽分侵蝕作用下水泥固化土(圖8(c))內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)過程與上述雙鹽分作用下反應(yīng)機(jī)制類似,弱膠結(jié)產(chǎn)物生成和產(chǎn)物膨脹效應(yīng)共同誘使水泥固化土顆粒間連接和膠結(jié)作用減弱,引起固化土內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹破壞。
1) 雙鹽分和三鹽分侵蝕作用下水泥固化土抗壓強(qiáng)度隨養(yǎng)護(hù)齡期延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì),隨鹽分濃度增加呈明顯下降趨勢(shì)。與單摻NaCl 相比,MgCl2和MgSO4對(duì)水泥固化土侵蝕效應(yīng)大大增強(qiáng),NaCl、MgCl2、MgSO4鹽分對(duì)水泥固化土抗壓強(qiáng)度的協(xié)同劣化效應(yīng)超過水泥水化反應(yīng)對(duì)固化土強(qiáng)度的提升程度。
2) 隨MgCl2和MgSO4鹽分濃度的增加,水泥固化土內(nèi)摩擦角和黏聚力整體上均快速下降,且MgCl2和MgSO4單組分侵蝕效應(yīng)對(duì)水泥固化土黏聚力的影響程度明顯比對(duì)內(nèi)摩擦角的影響程度更大。
3) 鹽分侵蝕效應(yīng)使得樁身應(yīng)力峰值發(fā)生位置下移且峰值水平降低,侵蝕前后分別在1/3 和1/2樁長(zhǎng)達(dá)到峰值。侵蝕效應(yīng)對(duì)樁側(cè)摩阻力影響主要體現(xiàn)在負(fù)摩阻力段,樁側(cè)摩阻力從樁頂位置快速向負(fù)值方向增加。鹽分侵蝕作用導(dǎo)致水泥攪拌樁樁體強(qiáng)度指標(biāo)明顯衰減,樁體塑性變形大幅增加,使群樁復(fù)合地基承載能力降低,導(dǎo)致地表最大沉降量增加。
4) 水泥土微觀結(jié)構(gòu)由水泥水化反應(yīng)主導(dǎo),即養(yǎng)護(hù)齡期增加生成更多纖維狀和針狀水化產(chǎn)物使固化體顆粒緊密排列,形成更致密結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其力學(xué)特性提升。弱膠結(jié)產(chǎn)物生成和水化產(chǎn)物膨脹效應(yīng)共同誘使水泥固化土顆粒間連接和膠結(jié)作用減弱,引起固化土內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹破壞和力學(xué)性能劣化。