滨海沉积淤泥固化土特性室内试验研究
                    夏永成，陈秀良，吴文华，王志平
    （1.浙江广川工程咨询有限公司，浙江杭州310008；2.浙江省水利河口研究 院，浙江杭州310008）
     摘要：通过滨海沉积典型土样淤泥固化土室内试验，得出了固化土无侧限抗压强度、直剪强度、最佳掺入量及初、终凝时 间等特性规律的初步成果，为下一步深化试验研究与推动工程实践应用打下一定的基础。
     关键词：固化剂；淤泥固化土；室内试验；模拟室内试验
1问题的提出
围垦造地是浙江省缓解土地紧张状况、拓展经济发展空间的重要措施。在围垦工程和围区开展建设中， 急需巨大的土石方量。海堤闭气土方往往就地取材，就近取表层淤泥及淤泥质土；随着国家出台了严格的 水土保持、环境生态保护政策，加之陆上土石料资源的有限性、经济性制约，围区填方取材已转向滩涂。 但是海滨沉积淤泥土天然含水量大、压缩性高、抗剪强度低、稳定性差、承载力低，直接作为海堤闭气土 方或围区填方，必将造成稳定边坡缓、占地大，不利于湿地生态保护；必将造成施工速度慢，建设工期长， 无法满足“又好又快”围垦建设的要求，因此必须进行淤泥加固处理。主要通过典型土样室内试验，对海 滨淤泥固化土无侧限抗压强度、直剪强度、最佳掺入量及初、终凝时间等特性规律进行初步研究，探讨分 析相关的影响因素，以推动淤泥固化土在围垦工程、围区开发建设中的应用。
2室内试验
根据滨海沉积淤泥特性与工程应用条件，本次主要就含水量、掺入比、龄期、养护条件等4类因素对 固化土特性指标影响进行室内试验及模拟试验研究，试验分两阶段进行。第一个阶段：选定两种固化剂分 别按不同的掺入量（4%、6%、7%、8%、10%）制成典型固化土样，在标准养护条件（无水环境）下，测 定不同龄期（7 d、28 d、90 d）的无侧限抗压强度。根据试验成果，对比分析两种固化剂的固化效果，并 确定固化剂的最佳掺入量。第二阶段：择优固化剂按最佳掺入量进行标准养护条件（无水环境）及模拟（浸 水养护条件）室内试验，测定初、终凝时间与不同龄期（1 d、3 d、7 d、14 d、28 d）时含水率、无侧限抗 压强度及7 d、14 d龄期时的快剪强度。根据有关标准 [2,3]，确定了试样制备、试验方法，每个试验项目取 3个试块，试验结果取其平均值。
3试验成果分析
根据调研资料，固化剂选用复合型、HAS型两种；参照有关资料 [1]，试验土样分别选用了浙江温、台 地区具有代表性的1号、2号、3号土样。土样基本物理性质指标见表1。

1）不同固化剂的固化效果对比
图1为HAS型、复合型两种固化剂对1号土样的固化效果对比，从图表可见:随着掺入量的增加，HAS 型固化剂的强度增长率大于复合型固化剂的强度增长率。在掺入量相同的情况下，HAS型固化剂龄期7 d 的无侧限抗压强度已大于复合型龄期90 d的无侧限抗压强度，HAS型固化剂龄期28 d的无侧限抗压强度 更远大于复合型龄期90 d的无侧限抗压强度，并且随着龄期的增长HAS型固化剂的无侧限抗压强度增长 明显大于复合型，HAS型固化剂的固化效果明显优于复合型。
2）含水率对固化效果的影响
图2为HAS型固化剂1号、2号土样的固化效果。从图中可以看出，无侧限抗压强度随着含水率的增 加而降低，含水率对强度的增长影响较大，两种土样含水率相差12.2%，1号土样在龄期7 d的强度就已经 接近或超过2号土样90 d强度，在龄期90 d的强度远大于2号土样在龄期90 d的强度。

3）最佳掺入量分析
图3为HAS固化1号土样的无侧限抗压强度单位掺入比增长率（强度增值/掺入量增值）图表，从图 中可以看出无侧限抗压强度增长率折线规律明显，龄期7~28 d的强度增长率增长幅度相差不大，在掺入量 4%~6%间变化平缓，在6%~7%间变化剧烈，在掺入量7%达到峰值，当掺入量大于7%时，数值开始减小 折线下行，从以上分析可以看出，HAS固化1号土样的室内最佳掺入量取7%。经试验分析，本次2号、3 号土样的室内最佳掺入量分别取7%、6%。
4）强度增长
从图4、图5无侧限抗压强度曲线可以看出，在掺入量一定的情况下，无论是标准养护条件还是水中 养护条件，随着龄期的增长，无侧限抗压强度的增长具有一定的规律性，基本上呈对数曲线分布。
5）含水率变化
根据试验结果，土样经HAS型固化剂固化后，含水率降低，2号土样标准养护条件下含水率从73.6% 降至52%~54%左右，浸水养护条件下，含水率降至56%~58%左右，3号土样标准养护条件下含水率从51.2% 降至41%~42%左右，浸水养护条件下，含水率降至46%~48%左右，浸水养护试样含水率降低幅度小于标 准养护幅度。
6）初、终凝时间
从表2可以看出，2号、3号土样，在HAS固化剂掺量分别为6%、7%时，达到初凝需22 h时左右， 终凝则需4~5 d。
7）养护条件对强度的影响
从表3可知：浸水养护条件比之标准养护条件，无侧限抗压强度、抗剪强度都有不同程度的降低，无 侧限强度降低20%~40%，抗剪强度凝聚力降低10%~20%，内摩擦角降低10%~25%，并且降低值随着龄期 的增加而增加。


4结语
1）HAS型固化剂在早期强度的增长、固化土的固化强度效果较好于复合型固化剂，HAS型固化剂固 化效果较好。
2）通过单位掺入量无侧限抗压强度单位掺入比增长率的过程分析，固化剂的掺入量存在最佳掺入量 值。
3）通过室内标准培养护试验和模拟试验结果对比，模拟试验强度比之标准养护试验强度有不同程度 的降低。
4）基于试验工作的有限性，本阶段提出的强度、凝固时间等特性指标还存在一定的局限性，需针对 更多的典型土样及不同掺入比加密试验，同时综合考虑pH值、有机质含量、环境温度等因素深入研究， 并加强固化土的抗冲刷性、耐久性、收缩性等专题试验研究，以指导与推动固化土在围垦及围区应用与实 践，并打下前期基础。
参考文献：
[1]张民强.浙江省沿海地区软土工程特性研究报告.浙江省水利河口研究院,2004,12.
[2]DB33/1001-2003 J 10252-2003.浙江省建筑地基基础设计规范.
[3]SL237-1999.土工试验规程.