[發明專利]微纖維增強作用下納米硅溶膠快速滲透加固砂土的方法

有效

• 申請號: 201811339006.6
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109469039B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 金煒楓;陳榮忠;王鑫
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院;金煒楓
• 主分類號: E02D3/00
• 分類號: E02D3/00;C04B28/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種微纖維增強作用下納米硅溶膠快速滲透加固砂土的方法，其特征在于：在第一容器中放入堿性納米硅溶膠，然后滴入醋酸使堿性納米硅溶膠變為酸性，然后加入干燥的木質纖維并使木質纖維均勻分散在納米硅溶膠中，最后通過水泵將混有醋酸和木質纖維的納米硅溶膠注入砂土中，等待納米硅溶膠形成凝膠從而加固土體，所述納米硅溶膠中二氧化硅顆粒的質量百分比為10％～40％，所述木質纖維占納米硅溶膠的質量百分比為0.01％～0.05％；

所述堿性納米硅溶膠溶液為納米級的二氧化硅顆粒分散在氫氧化鈉溶液中，二氧化硅顆粒的粒徑為10～20nm；

所述木質纖維長度小于1mm，密度為1.3～1.5g/cm³。

2.根據權利要求1所述的一種微纖維增強作用下納米硅溶膠快速滲透加固砂土的方法，其特征在于：所述滴入醋 酸使堿性納米硅溶膠變為酸性，指滴入醋酸從而調節PH值至5.0-5.5。

3.根據權利要求1所述的一種微纖維增強作用下納米硅溶膠快速滲透加固砂土的方法，其特征在于：木質纖維均勻分散在納米硅溶膠中的方法為將混有醋酸和木質纖維的納米硅溶膠攪拌60分鐘，這里攪拌的方法選擇為磁力攪拌，即在容器內的底部放置第一磁鐵條，而在容器底部外的下方放置第二磁鐵條，第二磁鐵條和電動機連接，用電動機驅動第二磁鐵條旋轉，第一磁鐵條在第二磁鐵條磁場的作用下發生旋轉，這樣第一磁鐵條在容器內對納米硅溶膠進行攪拌。

4.根據權利要求1所述的一種微纖維增強作用下納米硅溶膠快速滲透加固砂土的方法，其特征在于：納米硅溶膠中二氧化硅顆粒的質量百分比為20％，木質纖維占納米硅溶膠的質量百分比為0.03％。

5.根據權利要求1所述的一種微纖維增強作用下納米硅溶膠快速滲透加固砂土的方法，其特征在于：給出偏應力峰值強度隨木質纖維濃度和水平向圍壓變化的公式，首先定義如下變量：

σ₁：三軸試驗里軸向破壞應力

σ₃：水平向圍壓

σ_deviator：偏應力峰值強度

x：木質纖維濃度百分比

c：粘聚力

內摩擦角

和粘聚力和纖維濃度關系公式中的系數

和內摩擦角和纖維濃度關系公式中的系數

設三軸試驗里，求σ_deviator的公式為：

σ_deviator＝σ₁-σ₃ (1)

在(1)式中，求取三軸試驗里軸向破壞應力為σ₁的公式為：

在(2)式中，粘聚力c和內摩擦角都為纖維濃度百分比的函數，因此只要知道纖維濃度百分比就可以確定粘聚力和內摩擦角，然后結合圍壓就可以求得軸向破壞應力σ₁；

設x為木質纖維濃度百分比；

設粘聚力c為x函數，且設和為函數里的系數，有:

設內摩擦角為x函數，且設和為函數里的系數，有:

因此，在已知木質纖維濃度x的情況下，可以由式(3)和式(4)計算得到粘聚力c和內摩擦角然后將粘聚力c和內摩擦角以及已知的水平向圍壓σ₃代入式(2)后求得軸向破壞應力為σ₁，最后將σ₁和σ₃代入式(1)得到偏應力峰值強度σ_deviator。