[發(fā)明專利]一種大孔隙結(jié)構(gòu)性土及其制樣方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710332588.4
• 申請(qǐng)日: 2017-05-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107010902B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王智超;鄭軍星;熊赟;曠杜敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04;C04B38/04;C04B24/12
• 代理公司: 北京卓恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 徐樓

一種大孔隙結(jié)構(gòu)性土，該結(jié)構(gòu)性土包括以下組分：土料：40?70重量份；高嶺土：10?30重量份；水泥：1?10重量份；尿素：10?40重量份。本發(fā)明提出一種簡(jiǎn)易可行、有效的人工制備結(jié)構(gòu)性土的方案，可以解決現(xiàn)場(chǎng)取土造成對(duì)土樣結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)的問(wèn)題，更好的控制試樣的均一性、快速的制備大孔隙結(jié)構(gòu)性土。本發(fā)明通過(guò)在原料土中加入早強(qiáng)水泥形成化學(xué)膠結(jié)作用以及加入不同質(zhì)量百分比的尿素顆粒水化后形成的大孔隙來(lái)模擬天然結(jié)構(gòu)性土。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程研究方法，具體涉及一種模擬天然原狀土粘結(jié)及大孔隙特性的人工結(jié)構(gòu)性土及其制樣方法，屬于土木工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

天然狀態(tài)下的粘土都具有一定的結(jié)構(gòu)性，土的結(jié)構(gòu)性影響建筑物的基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)性土在受破壞后，呈脆性破壞，地基在沒(méi)有預(yù)兆下發(fā)生破壞，由于取土、運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程，對(duì)土體產(chǎn)生了很大的擾動(dòng)，從而影響人們對(duì)天然土結(jié)構(gòu)的深入研究，因此找到一種有效的人工制備結(jié)構(gòu)性土方法尤為重要。

一些學(xué)者試圖人工制備出與天然土性狀相同的試樣，進(jìn)行分析研究。有研究者通過(guò)在砂土中放入水泥制備結(jié)構(gòu)性砂土。也有研究者通過(guò)粉土與Ca(OH)₂混合擊實(shí)成樣，再通二氧化碳?xì)怏w，從而模擬土顆粒之間CaCO₃膠結(jié)作用。這些方法都不能很好考慮到結(jié)構(gòu)性土大孔隙的特性。也有研究學(xué)者采用一定配比的粘土、高嶺土、水泥和鹽粒的混合料制備結(jié)構(gòu)性土，但由于鹽粒水中溶解度較小，在水中養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)，而尿素的溶解度在30度溫度下是鹽粒溶解度的三到四倍，且尿素溶解度隨溫度升高而升高，因此相同條件下用尿素會(huì)縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間，提高制樣效率。如果制備大孔隙結(jié)構(gòu)性土，則需要加入大量的鹽粒或者尿素，由于鹽粒溶解度小，在一定時(shí)間內(nèi)試樣內(nèi)的水不能溶盡所有鹽粒，會(huì)造成制得的結(jié)構(gòu)性土樣均一性不好，不能得到大孔隙的結(jié)構(gòu)性土樣。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種簡(jiǎn)易可行、有效的人工制備結(jié)構(gòu)性土的方案，可以解決現(xiàn)場(chǎng)取土造成對(duì)土樣結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)的問(wèn)題，更好的控制試樣的均一性、快速的制備大孔隙結(jié)構(gòu)性土。

本發(fā)明通過(guò)在原料土中加入早強(qiáng)水泥形成化學(xué)膠結(jié)作用以及加入不同質(zhì)量百分比的尿素顆粒水化后形成的大孔隙來(lái)模擬天然結(jié)構(gòu)性土。

根據(jù)本發(fā)明的第一種實(shí)施方案，提出一種大孔隙結(jié)構(gòu)性土。

一種大孔隙結(jié)構(gòu)性土，該結(jié)構(gòu)性土包括以下組分：

土料：40-70重量份，優(yōu)選為45-65重量份，更優(yōu)選為50-60重量份，例如55重量份；

高嶺土：10-30重量份，優(yōu)選為12-28重量份，更優(yōu)選為15-25重量份，例如20重量份；

水泥：1-10重量份，優(yōu)選為3-7重量份，更優(yōu)選為4-6重量份，例如5重量份；

尿素：10-40重量份，優(yōu)選為15-35重量份，更優(yōu)選為20-30重量份，例如20重量份。

在本發(fā)明中，所述土料為湖底淤泥質(zhì)土。

在本發(fā)明中，所述水泥為早強(qiáng)水泥，優(yōu)選為425R水泥。

在本發(fā)明中，所述土料的粒徑為0.1-1mm，優(yōu)選為0.2-0.8mm，更優(yōu)選為0.3-0.5mm。

在本發(fā)明中，所述高嶺土的粒徑為0.1-1mm，優(yōu)選為0.2-0.8mm，更優(yōu)選為0.3-0.5mm。

在本發(fā)明中，所述水泥的粒徑為0.1-1mm，優(yōu)選為0.2-0.8mm，更優(yōu)選為0.3-0.5mm。

在本發(fā)明中，所述尿素的粒徑為0.5-5mm，優(yōu)選為1-3mm，更優(yōu)選為1.2-2mm。

根據(jù)本發(fā)明提供的第二種實(shí)施方案，提供一種大孔隙結(jié)構(gòu)性土的制樣方法。

一種大孔隙結(jié)構(gòu)性土的制樣方法，該方法包括以下步驟：