超细水泥对固化软土早期抗压强度影响的试验研究

为研究超细水泥含量对水泥固化软土的早期力学性能的影响，本文通过在普通水泥中加入不同掺量的超细水泥组成复合水泥固化剂用以固化软土。具体研究不同超细水泥掺量、不同初始含水率、及不同养护围压条件下，复合水泥固化剂对固化软土早期抗压强度及刚度的影响。采用自制K₀围压养护装置(施加不同轴向压力的方式)、无侧限抗压强度仪(UCS)、X射线衍射仪(XRD)、电镜扫描仪(SEM)和低场核磁共振孔隙测试仪(NMR)等试验手段获取复合水泥固化软土不同龄期的抗压强度、刚度及微观结构的变化规律，并揭示其固化机理。研究结果表明:(1)相同轴向压力作用下，随着超细水泥掺量的增加，固化软土的抗压强度和弹性模量均有提高，其中复合固化剂中的活性颗粒发生水化反应生成大量胶凝产物用以黏聚土颗粒和填充孔隙，惰性颗粒用于填充土颗粒间的孔隙；(2)随着含水率的提高，固化软土中孔相对发育，从而使固化软土结构致密性减弱，抗压强度降低；(3)在K₀围压养护7d时，固化软土的抗压强度和弹性模量随着轴向压力的提高而增加，表明养护围压对软土颗粒的压缩作用能提高固化软土的密实性，同时围压对固化软土产生有效应力，与水化产物共同促进固化软土形成密实的土骨架，进而使其在7d内具有较高的抗压强度。基于试验结果，建立轴向压力、含水率和超细水泥掺量等多因素的固化软土强度预测公式，并提出复合水泥固化软土结构模型，为工程实践提供理论基础。