摘要：本文通过应用不同固化剂对加固软土的作用进行室内试验，研究NO.5固化剂、NO.1固化剂加固粘土的无侧限抗压强度变化的规律。分析和讨论NO.1固化剂和NO.5固化剂加固土在不同掺入比和龄期时强度的变化规律及应力～应变特性，从整体加固效果分析看出，NO.5固化剂加固土效果优于NO.1固化剂加固土，两种固化土的最佳掺入比在12%～15%，可在软土地基处理和实际工程中应用。
关键词：土力学 粘土 固化剂 掺入比 无侧限抗压强度 应力 应变
第2章 试样制备及养护方法
2.1 试验所用土样及固化材料
2.1.1 土样
试验所用土样为江南围垦工程的粘土（重塑土），天然含水量为54%。
2.1.2 固化材料
（1） 固化剂：NO.1固化剂（上海五科新型建材有限公司）。
（2） 固化剂：NO.5固化剂（上海五科新型建材有限公司）。
2.2 样制备及养护方法
2.2.1 无侧限抗压强度试样的制备
首先将土样分小块烘干，然后将土样粉碎并过2mm筛，以除去未粉碎的大颗粒，取过2mm筛孔的土作为试验用土（备用）。
2.2.2 试样的掺入比
掺入比aw是指固化剂与湿土重的百分比。结合实际工程，固化剂的水灰比取0.6，与水一起加入试样中。根据试验要求，分别做10%、12%、15%三种掺入比下所需的固化剂质量、干土质量和水的质量。以掺入比10％为例：
干土：600克；54%含水量：324克；10%固化剂：92.4克；水灰比0.6：55.44克；即干土：600克；固化剂：92.4克；水：379.44克。
其他掺入比下所需的掺入物含量见表2-2。试验中严格按照表2-2中不同掺入比时所需固化剂、干土质量和水的质量进行控制。做土样时分2-3次。
表2-2 各种掺入比下所需的掺入物含量表
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固化材料的掺入量 | ||
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掺入比 |
10% |
12% |
15% |
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干 土（克） |
600 |
600 |
600 |
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固化材料（克） |
92.4 |
110.88 |
138.6 |
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水（克） |
379.44 |
390.53 |
407.16 |
2.2.3 试样的制备
试样制备时先将干土和固化剂加到器皿中，用刮刀人工拌和5～10分钟，然后将称量好的水分四到五次加到混合料中，边加水边搅拌，再充分搅拌10～15分钟即可开始制作试样。将做无侧限抗压强度的模子(3.91cm×8.00cm)洗干净晾干，然后在其内壁和制模的底座内壁用刷子均匀涂上一层薄机油，以方便脱模。
具体步骤如下：
①模子分为三片，将其按顺序套在底座上，套上套环。
②用固定模子的外架固定模子。分三次加入拌好的混合料，每次加完料后用振捣器人工振捣，振捣完后用针状物将接合面磨砂，然后再加料。最后一次加料时，套上与模子内径相同的顶套再振捣，完毕后除去顶套抹平。
③清理干净底座内壁并抹上机油，将模子倒转过来套于底座上，并在另一头再套上套环，磨砂表面再套上顶套加料振捣。除去顶套抹平，然后脱开底座，将模子抹平的三放到玻璃板上，再将另一面抹平。
④排气。由于刚拌好的混合土与粘土—样，气泡排出较为困难。在制作试样过程中尽量排除试样中的气体(泡)很重要。在接合面处理时，要加以注意。划痕的方向也应尽量通向接合逢，便于气体的排出。如果接合面做成凹面，就比较容易形成大面积的气泡，使试样有严重的断层缺陷。为减少这种现象，在试样断面处，沿模子三条接合逢处分别做一段坡度很小的斜面，方向由试样中央向周边倾斜，使试样中间稍微突起，既便于排出气体，又免于形成断层缺陷。
4、试样养护方法
试验室中养护方式的不同，会影响固化材料加固粘土的强度。试样的养护在试验室—般有：
(1)将试样直接置于水中养护(简称“水养”)；
(2)将试样用塑料袋密封后置于水中养护(简称“袋养”)；
(3)将试样用棉布包裹，保证棉布潮湿的条件下置入空气中养护(简称“湿养”)。
水养和袋养的养护方式简单，易于操作，便于控制，对养护室的要求不高，且试样强度试验结果离散性较小。为了接近工程实际，本文采用“袋养”。试样制成后，在室内自然条件下养护24小时后拆模，然后将拆模后的试样用密封塑料袋装好，在袋周围加水浸泡养护至龄期。塑料袋可防止试样中水分的挥发，以模拟土壤中含水的情况。
2.3 试验内容及要求
2.3.1 无侧限抗压强度试验
（一）试验步骤
由于加固土具有较高的强度，用无侧限抗压强度实验仪加压较为困难，则改用三轴剪力仪做无侧限抗压实验，即取围压σ3=0。具体步骤如下：
①在试样养护至规定龄期后，取出试样并用游标卡尺分别量取上下端和试样沿高度平分成三份的分界线处的直径，取这四个值的平均值作为试样的直径；在相互垂直的方向上分别量取试样的四个高度值，取其平均值作为试样高度。计算试样的面积、体积；
②将试样两底面涂上一层凡士林，在三轴剪力仪上装好试样，调整好加荷速度，开动电机，记下其变形为2、4、6、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70…格(每格代表的变形为0.01毫米)时的荷载，当指针不动或倒退时再读5至6个荷载值后停止加荷；
③描述试样破坏特征，取下破坏的试样；
④根据其各阶段的变形值，求出各变形阶段的应力值，得其破坏强度qu
(二)无侧限抗压强度计算
1、试样D0及H0
按下式计算平均直径：
（2-1）
式中 D0-试样的平均直径(cm)；
D2、D3-试样中部直径(cm)：
D1、D4-试样上下部直径(cm)。
按下式计算平均高度H0
（2-2）
式中 H1，H2，H3，H4-分别为试样沿四个方向的高度(cm)。
2、按下式计算轴向应变εa
（2-3）
式中εa-轴向应变；
△h -位移量表读数(cm)：
H0 -试样试验前的高度(cm)。
3、计算轴向应力。(kPa)
（2-4）
式中 C-量力环系数(N／格)；
R-量力环表读数(格)；
A0-试样试验前截面积(cm2)。