[01552544]青海湿陷性黄土工业废料绿色加固机理及关键技术研究

课题来源于青海省科学技术厅应用基础研究计划（2017-ZJ-792）,青海地区黄土素以孔隙比大、自重湿陷性土层厚、自重湿陷性强、自重湿陷量大而著称,由于其具有遇水沉陷并且强度降低的特点,使得黄土区的建筑物产生不均匀沉降、基地沉陷等病害,影响建筑工程耐久性;与此同时,随着工业化生产规模的扩大,工业废料的总量不断加大,带来一系列环境问题,本研究将两者研究内容有机结合,旨在通过利用工业废料来对青海地区湿陷性黄土进行加固。为解决青海地区黄土湿陷性的问题,采用工业废料粉煤灰水泥高压旋喷注浆的工艺进行试验研究。在粉煤灰与水泥质量比为3:7,水玻璃质量为粉煤灰水泥总质量的3%,工业烧碱质量为水玻璃的2%,水胶比为1.0时,注浆材料各项性能均可满足施工工艺,较长的凝结时间可以满足施工的要求,良好的流动度可以确保浆体拥有较好的可泵送性,同时结石率与后期抗压强度及绿色无害均满足要求。通过对高压旋喷28天后的两组复合地基进行静载试验得到相关数据,结果表明经注浆后的场地承载力特征值均有一定程度的提高,在此基础上,运用三维有限元数值模拟分析,进一步验证了注浆时间及压力对注浆半径的影响规律。粉煤灰水泥高压旋喷注浆这一方法对于加固青海地区湿陷性黄土是切实有效的。揭示了粉煤灰工业废料处理青海地区湿陷性黄土的加固机理,为工程推广应用奠定了理论基础,该处置措施经济、安全且时效长,极大提高青海湿陷土地区的工程安全;基于现场试验给出的施工参数,完成理论→试验→应用的三步走计划,为科研成果的推广提供完备的技术保障。现场试验研究结果对于粉煤灰水泥高压旋喷注浆加固黄土这一方法推广到实际应用中具有显著意义：其一,采用粉煤灰水泥注浆材料具有明显的价格优势,目前水泥的市场价约为400元/吨,而粉煤灰的价格远低于水泥,按照一定比例将粉煤灰替代水泥,可以有效节约成本;其二,粉煤灰水泥复合地基对于提高场地承载力是可行有效的;其三,采用粉煤灰这一原材料,具有重要的环保意义,符合国家提倡的绿色发展,可持续发展理念,应用前景广阔。