水泥土改良对粉质黏土冻胀融沉的抑制作用研究

本研究文档聚焦于粉质黏土水泥土在工程中应用时面临的冻胀融沉问题。冻胀融沉是由于人工冻结法施工过程中，土壤冻结和融化产生的地基变形现象，这对工程安全和施工效率构成挑战。冻胀主要是由水分迁移引起，尤其在地下水丰富的地区，冻胀现象更为显著。融沉则涉及复杂的机制，包括融化引起的土体自身沉降和上覆压力增加引起的沉降。 研究者们发现，冻胀和融沉的程度受到多种因素的影响，包括土体组分（如温度场、温度梯度、含水率、干密度和击实度）、外部条件（如冰含量、冻结速率和冷端温度）以及施工工艺。例如，土体中的含盐量对冻胀有显著影响，含盐量低时，冻胀随击实度增加而增大；含盐量高时，情况相反。而冻土融沉主要受含冰量和干密度控制，含冰量越大，融化后的沉降量越大，干容重大则融沉系数较小。 水泥土作为一种常用的地层加固材料，因其能够改变土体微观结构并降低渗透性，对于抑制冻胀融沉有积极作用。早期研究如Sabry等人的工作表明，添加水泥可以改善材料的耐久性，减少冻融循环带来的破坏。后续的研究深入探讨了不同土体掺入水泥后的特性，发现适当比例的水泥可以有效地减少地表隆起，但水泥掺入量的限制是存在的，不同的土体需要不同的水泥掺入比例才能达到最佳效果。 例如，含水率对水泥土的抗压强度有很大影响，随着含水率的增加，固化土的抗压强度会下降。王天亮和陆永港等人分别通过控制水泥掺量和碎石基床的颗粒级配，研究水泥土的冻融性能，他们的结果进一步证实了水泥在改善冻胀融沉问题上的有效性。 粉质黏土水泥土冻胀融沉特性研究对于优化人工冻结法施工技术、提高工程安全性具有重要意义。未来的研究应继续关注如何更精确地控制影响因素，开发出更为有效的防治措施，以减少施工过程中的环境影响和工程风险。