一种固化风积沙地聚合物制备及性能检测方法

本发明涉及风沙治理，具体为一种固化风积沙地聚合物制备及性能检测方法。

背景技术：

1、沙漠区中广泛分布着风积沙。若采用广泛分布的风积沙作为筑路材料，能显著降低工程建设成本。现有技术中，由于沙漠区筑路材料匮乏，若半刚性基层采用砾料填筑势必要远运，导致建设成本上升；针对风积沙的固化处治，国内外学者开展了深入的研究。水泥和石灰作为最常用的固化剂，在风积沙的固化处治中得到了广泛应用；在中东地区，由于提炼石油而产生了大量的沥青副产品，因而在中东地区的筑路工程实践中常用沥青固化风积沙。但是，水泥和石灰具有高能耗、高碳排的属性，虽然其应用效果较好，但其大量使用不符合国家“碳达峰、碳中和”的战略要求；而采用沥青固化风积沙显然不符合我国的国情。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种固化风积沙地聚合物制备及性能检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种固化风积沙地聚合物制备方法，所述制备方法包括以下步骤：采用纯度为99％以上的naoh固体颗粒作为碱性激发剂，以矿渣粉和一级粉煤灰为地聚合物前驱体粉料，配制成粉状混合物，即为地聚合物。

3、优选的，将矿渣粉、一级粉煤灰、naoh固体颗粒按质量比8:8:1混合均匀。

4、优选的，矿渣粉的化学组分为：sio2为33.21份、fe2o3为0.71份、al2o3为15.76份、cao为37.14份、mgo为8.51份、so3为2.71份，烧失量为1.91份。

5、优选的，一级粉煤灰的化学组分为：sio2为52.34份、fe2o3为9.62份、al2o3为24.48份、cao为5.0份、mgo为1.91份、k2o为2.27份、so3为0.46份、na2o为0.78份，烧失量为3.14份。

6、一种固化风积沙地聚合物性能检测方法，所述性能检测方法包括以下步骤：试样制备与击实试验；试样养护完毕后，进行装样和试验，具体操作包括：筹备试验前准备工作、安装试样、试样的再次吸力平衡与固结以及加载剪切；整理实验结果，包括应力-应变曲线发展形式、剪切过程中固化风积沙体积变化、固化土峰值抗剪强度特性分析以及临界状态下抗剪强度分析；应力-应变曲线发展形式，包括饱和条件下地聚合物固化风积沙的应力-应变曲线、非饱和条件下地聚合物固化风积沙的应力-应变曲线；剪切过程中固化风积沙体积变化，包括饱和固化风积沙体积变化规律、非饱和固化风积沙体积变化规律；固化土峰值抗剪强度特性分析，包括饱和状态下的峰值抗剪强度、非饱和状态下固化土峰值抗剪强度、非饱和峰值抗剪强度预测；临界状态下抗剪强度分析，包括饱和状态下三轴剪切应力路径、非饱和状态下三轴剪切应力路径、地聚合物固化风积沙临界状态线预测。

7、优选的，试样制备与击实试验的具体操作包括：取一定质量的风积沙土样，并将预先确定质量的地聚合物掺入其中，将两者搅拌均匀；接着采用喷壶往干燥的固化土样中掺入水，掺水质量由目标含水率计算可得，拌合均匀后，即可得到配制好的土样。

8、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

9、本发明提出的固化风积沙地聚合物制备及性能检测方法，通过分析饱和状态下地聚合物固化风积沙的抗剪强度参数，可知地聚合物掺量主要影响的是黏聚力，而对内摩擦角的影响较小。参数η/gv可较好体现固化剂掺量和孔隙率对固化风积沙强度的影响，土样的黏聚力和内摩擦角均与参数η/gv存在幂函数关系；基于地聚合物掺量和基质吸力对固化风积沙抗剪强度参数的影响规律，建立了同时考虑吸力和地聚合物掺量的固化风积沙非饱和抗剪强度预测公式，预测效果较好。

技术特征：

1.一种固化风积沙地聚合物制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种固化风积沙地聚合物制备方法，其特征在于：将矿渣粉、一级粉煤灰、naoh固体颗粒按质量比8:8:1混合均匀。

3.根据权利要求1所述的一种固化风积沙地聚合物制备方法，其特征在于：矿渣粉的化学组分为：

4.根据权利要求1所述的一种固化风积沙地聚合物制备方法，其特征在于：一级粉煤灰的化学组分为：

5.一种根据权利要求1-4任意一项所述的固化风积沙地聚合物制备方法的固化风积沙地聚合物性能检测方法，其特征在于：所述性能检测方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种固化风积沙地聚合物性能检测方法，其特征在于：应力-应变曲线发展形式，包括饱和条件下地聚合物固化风积沙的应力-应变曲线、非饱和条件下地聚合物固化风积沙的应力-应变曲线。

7.根据权利要求5所述的一种固化风积沙地聚合物性能检测方法，其特征在于：剪切过程中固化风积沙体积变化，包括饱和固化风积沙体积变化规律、非饱和固化风积沙体积变化规律。

8.根据权利要求5所述的一种固化风积沙地聚合物性能检测方法，其特征在于：固化土峰值抗剪强度特性分析，包括饱和状态下的峰值抗剪强度、非饱和状态下固化土峰值抗剪强度、非饱和峰值抗剪强度预测。

9.根据权利要求5所述的一种固化风积沙地聚合物性能检测方法，其特征在于：临界状态下抗剪强度分析，包括饱和状态下三轴剪切应力路径、非饱和状态下三轴剪切应力路径、地聚合物固化风积沙临界状态线预测。

10.根据权利要求5所述的一种固化风积沙地聚合物性能检测方法，其特征在于：试样制备与击实试验的具体操作包括：取一定质量的风积沙土样，并将预先确定质量的地聚合物掺入其中，将两者搅拌均匀；接着采用喷壶往干燥的固化土样中掺入水，掺水质量由目标含水率计算可得，拌合均匀后，即可得到配制好的土样。

技术总结本发明涉及风沙治理技术领域，具体为一种固化风积沙地聚合物制备及性能检测方法，包括以下步骤：采用纯度为99％以上的NaOH固体颗粒作为碱性激发剂，以矿渣粉和一级粉煤灰为地聚合物前驱体粉料，配制成粉状混合物，即为地聚合物；有益效果为：本发明提出的固化风积沙地聚合物制备及性能检测方法，通过分析饱和状态下地聚合物固化风积沙的抗剪强度参数，可知地聚合物掺量主要影响的是黏聚力，而对内摩擦角的影响较小。参数η/G<subgt;v</subgt;可较好体现固化剂掺量和孔隙率对固化风积沙强度的影响，土样的黏聚力和内摩擦角均与参数η/G<subgt;v</subgt;存在幂函数关系。技术研发人员：马乐乐,陈锐,陈海,汪亦显,刘宗族,陈凯,赵翔翔,李亚飞,温建国受保护的技术使用者：合肥工业大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29