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纳米MgO改性滨海水泥土的直剪试验及微观机理

2019-04-24袁俊平吴王意傅克贤

长江科学院院报 2019年4期

张 陈,李 娜,王 伟,2,袁俊平,姜 屏,吴王意,傅克贤

(1.绍兴文理学院 土木工程学院,浙江绍兴 312000;2.新加坡国立大学土木与环境工程系,新加坡 肯特岗 117576;3.河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,南京 210098)

1 研究背景

随着沿海城市经济的发展,越来越多的建筑坐落在我国东南部的滨海软土地区。由于滨海软土具有含水量高、孔隙比大、渗透性小等特征,实际工程中需要进行固化处理,一般采用掺入水泥或石灰来固化土体等方法。水泥土由于其来源广、成本低、施工简便的优点,广泛地应用于地下连续墙、挡土墙、路基加固等工程中。然而,水泥的掺入虽然在一定程度上提高了土体强度,但是在实际工程中也会经常出现强度不够和变形较大的缺陷。因此,在传统加入水泥固化剂的基础上,研究者们试图通过掺入其他材料提高土层的承载能力[1-3]。微小粒径的固化剂通常具有比表面积大、活性好等优良性能[4],这使得一些研究者对采用超小粒径的纳米材料改善水泥土力学性能产生更多的思考[5-6]。

目前,改性水泥土的纳米材料主要有纳米SiO2、纳米 TiO2、纳米蒙脱土、纳米 MgO、纳米硅、纳米Al2O3等。国内外学者将纳米材料应用于土壤或水泥土中,发现适量的纳米材料能提高水泥土或土的力学性能,包括:①Nazari等[7]研究了纳米Al2O3对自密实水泥基材料性能的影响;②Kong等[8]研究了纳米硅的掺入对水泥土力学特性的影响;③Bahmani等[9-10]研究发现纳米SiO2能够加速水化反应,且粒径15 nm改善其强度的效果较80 nm显著;……

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