粘土水泥灌浆帷幕耐久性研究

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粘土水泥灌浆帷幕在水利工程、垃圾填埋、矿山开采等工程中应用日益广泛,灌浆形成的帷幕为隐蔽工程,不便于检测,其耐久性关系到工程的安全和正常使用。保障结构的安全运营、延长工程的使用年限,是帷幕灌浆的重要目标,因此,灌浆帷幕的耐久性研究十分必要。灌浆帷幕的耐久性包括灌浆材料的耐久性和帷幕体结构的耐久性。本文依据室内抗水溶蚀试验和渗透特性试验评判粘土水泥浆材的耐久性能,并与相同水固比的纯水泥试件进行对比研究,分析其原因;根据现场渗透试验检查评价粘土水泥灌浆材料与周围岩土体形成的帷幕的抗渗性能,以此评价帷幕体结构的耐久性能。具体内容及结论如下:(1)采用室内离子溶出试验和质量损失试验,研究改性粘土水泥膏浆的抗水溶蚀性能,相同水固比的粘土水泥稳定浆液和纯水泥浆试件做对比分析。试件分别在工程地下水和纯水两种溶液中浸泡,测定各浸泡溶液在各个龄期的CaO溶出量和质量损失情况,评估粘土水泥灌浆材料的耐久性能。试验得出,粘土水泥膏浆的离子溶出量少于粘土水泥稳定浆液,粘土水泥稳定浆液溶出量少于相同水固比的纯水泥试件,说明粘土水泥系浆材具有较好的抗水溶蚀性。(2)选用与抗水溶蚀试验相同配比的试件做渗透试验,研究粘土水泥浆材的渗透特性。通过渗透试验得出P-Q曲线,对比分析粘土水泥系浆材的渗透特性。试验得出,添加少量改性剂的粘土水泥膏浆7天的渗透系数明显小于粘土水泥稳定浆液试件,28天的渗透系数相差不多;稳定浆液的7天、28天渗透系数均小于相同水固比的纯水泥试件,说明粘土水泥浆材的抗渗性能较好。(3)工程上根据不同地层选用不同的施工工艺及材料进行帷幕灌浆,并在灌后进行常规压水检查和疲劳压水试验评价灌注段的灌浆效果。对采用不同工艺的灌浆段各选择1~2组压水检查资料进行分析,结果表明,在红层、灰岩段灌注粘土水泥浆材均满足抗渗及耐久性要求,说明选用粘土水泥浆材可行、有效。本课题研究还有许多待研问题,如溶蚀试验仅考虑静水条件氧化钙的溶出情况、研究使用的试验装置未考虑动水条件的情况;只考虑纯水和地下水侵蚀,未考虑其他溶液的侵蚀;渗透试验采用水泥结石渗透试验装置,试件尺寸大、试验耗量多,还可研究适宜的装置进行试验等。
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