摘要：土中有机质会对水泥的加固效果产生很大影响，从而使得加固后土体的强度达不到预期目的。在研究中向土样中加入一定量的有机物质来改变其有机质含量，以测定土中有机质含量对水泥加固软土效果的影响，同时在室内模拟水泥加固软土的过程，然后采用无侧限抗压试验及直接剪切试验测定不同有机质含量的软土在水泥加固后的力学指标，并从易溶盐、阳离子交换容量及微结构等方面对有机质在水泥加固软土中所起的作用进行了更进一步的阐述。
关键词：有机质；水泥；加固；软土
采用水泥作为固化剂加固软土地基可以提高地基的承载力，减小地基的沉降量，又因其具有无振动、工效高、成本低、见效快等优点，然而在许多工程实例中也出现加固质量不好，甚至加固失败的问题。有机质在水泥加固软土地基中所起的作用越来越受到人们的重视。采用一般水泥粉喷桩加固软土地基，其有机质容许含量最大为6%，而国外有的研究则认为有机质含量只容许2%。高有机质土是一种难处理的土，其原因是有机质使土具有较大的水容量和塑性，较大的膨胀性和低渗透性，同时腐殖土中的有机物质可阻碍和破坏水泥土结构的形成，使其呈化学风化的特征，这些因素都阻碍水泥水化反应的进行，从而使得加固后的土体强度达不到预期值。
1水泥土搅拌法简介
在对软土地区进行工程施工的过程中，探索出了许多软土地基加固的新方法。其中水泥土搅拌法由于其具有加固形式灵活，加固后重度变化不大，对软弱下卧层产生的附加沉降量小，通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，由固化剂和软土间所产生的一系列物理和化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基强度和增大变形模量公害，无地面隆起，不污染环境，对相邻建筑无有害影响等特点[1]，作为地基加固的新方法在我国大部分地区已经得到广泛应用。利用水泥作为采用水泥作为固化剂加固软土地基为软土地基加固技术开拓了一种新的方法，已在铁路、公路、市政工程、港口码头、工业与民用建筑等软土地基加固方面得到推广和应用。国内目前采用水泥土搅拌法加固的土质有淤泥、淤泥质土、地基承载力不大于 120k Pa 的粘性土和粉性土等地基。然而，由于我国地域辽阔、幅员广大、自然地理环境不同、土质各异、地基条件区域性较强，因此在用水泥进行软土地基加固的过程中，即使水泥掺入比和施工工艺完全一致，水泥加固土的强度却有很大差异。
2土的微观结构研究现状
目前根据土的不同物质组成和不同的形态特征提出了骨架状结构、絮凝状结构、团聚状结构、团粒状结构、叠片状结构、凝块状结构、蜂窝状结构、海绵状结构、磁畴状结构及基质状结构等土的结构类型。由于早期缺乏有效的观测手段，对土微观结构的研究多局限于定性研究，从一般化学原理和土的工程性质不同表现来间接推断[2-3]。随着光电量测技术如扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、电子探针（Microprobe）的发展和计算机图像处理技术出现，土微观结构研究发生了质的飞跃。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆Mitchell（1976）对土的结构及其结构要素的定义，以及土体结构与其各性质之间的关系作出了阐述。在国内，高国瑞对我国北方各地黄土的显微结构进行了扫描电子显微镜研究，发现我国黄土显微结构有着自西北向东南的区域性变化规律，且这种规律不仅和湿陷性系数有关[4-5]，而且和湿陷起始压力的关系更为密切。
3损伤力学在水泥加固土中的应用
将损伤力学应用于水泥加固土变形特性的研究还很少。依据不可逆热力学与连续介质损伤力学的基本原理，推导了水泥加固土的弹性损伤本构方程，并确定了损伤破坏准则；同时，根据水泥加固土的应变硬化规律和损伤硬化规律假定了塑性损伤本构方程和损伤演化方程的形式并由水泥加固土损伤试验的结果确定了水泥加固土的有关材料参数，建立了在无侧限轴向压缩情况下水泥加固土的弹塑性正交各向异性损伤模型[6-7]。王立峰假定应力主轴与材料主轴重合，并在加载过程中不变，在此基础上推导出水泥土的损伤模型，提出了针对水泥土的损伤演化方程，并对水泥土进行无侧限压缩加－卸荷试验，确定了水泥土损伤演化方程中的参数。
4结论
随着有机质含量的增加，软土经水泥加固后试样的粘聚力有稍微增大的趋势，内摩擦角有明显的减少趋势，但其抗剪强度值和无侧限抗压强度均呈下降趋势；有机质影响着试样的微结构特征，其含量越高，试样结晶程度越低，颗粒越细小，结构也越松散；试样中易溶盐成分和含量、阳离子交换容量的形成与试样中的有机质含量关系密切，其结果也从不同方面对试样的力学性质进行了补充有机质中的富里酸和胡敏酸可分别与水泥水化产生的铝和钙相结合，延缓水泥水化的进程，同时分解水化产物，阻碍水泥的硬化，进而影响并破坏水泥土结构和强度的形成。
参考文献：
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[4] 唐大雄，刘佑荣，张文殊，等.工程岩土学（第二版）[M].北京：地质出版社，1998.
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[7] 高国瑞，李俊才.水泥加固（改良）软土地基的研究[J].工程地质学报，1996，4（1）：45–52.
论文作者:于洋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/27
标签：水泥论文; 有机质论文; 结构论文; 损伤论文; 固化剂论文; 试样论文; 含量论文; 《基层建设》2017年第21期论文;