基于土水分特征曲線的廢棄泥固化機(jī)理研究

吳言坤， 白 坤， 江蘇洋， 楊志超， 袁 銳

（1.清華大學(xué)土木水利學(xué)院，北京 100084； 2.中鐵十四局集團(tuán)有限公司，濟(jì)南 250014；3.中鐵十四局集團(tuán)大盾構(gòu)工程有限公司，南京 211899； 4.河海大學(xué)土木與交通學(xué)院，南京 210098）

泥水盾構(gòu)長距離穿越粉質(zhì)黏土地層時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄泥漿，常規(guī)處置手段如自然晾曬、外運(yùn)，不僅容易產(chǎn)生二次污染，而且會(huì)占用大量寶貴的土地資源［1-2］. 通過向其中添加固化材料經(jīng)過固化處理形成可以利用的土工材料，是廢棄泥漿資源化利用的重要方向. 目前這方面的研究重點(diǎn)集中于固化材料的種類、配方，以及固化土的強(qiáng)度和變形等方面，關(guān)于廢棄泥漿固化機(jī)理方面的研究也局限于從生成物或微觀結(jié)構(gòu)的角度定性地進(jìn)行評(píng)價(jià)，從定量化的角度對(duì)廢棄泥漿的固化機(jī)理進(jìn)行研究尚不多見［3-5］.

廢棄泥漿固化機(jī)理是廢棄泥漿中的水分和固化材料發(fā)生一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)而改變了其初始的存在形式［6-8］，使固化土的物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生了本質(zhì)的變化. 分析固化過程中水分轉(zhuǎn)化規(guī)律是研究廢棄泥漿固化機(jī)理一條新途徑［9-12］. 廢棄泥固化后其中的絕大部分水從原來的重力水和自由水轉(zhuǎn)化為三部分：結(jié)合水、吸著水和毛細(xì)水. 毛細(xì)水和吸著水是形成土中負(fù)壓的主要因素，通過測(cè)量固化過程中吸力的變化建立相應(yīng)的水分模型將吸著水和毛細(xì)水分開，并考慮蒸發(fā)因素可以實(shí)現(xiàn)對(duì)固化過程中形成的結(jié)合水、吸著水和毛細(xì)水的定量化研究.

廢棄泥固化過程中吸力的測(cè)量和一般土吸力的測(cè)量有所不同，首先廢棄泥在固化過程當(dāng)中吸力不斷地在發(fā)生變化，要保證吸力能夠連續(xù)、準(zhǔn)確測(cè)量；……