1.本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种地聚物固化盐渍土的研究方法及应用。

背景技术：

2.根据《岩土工程勘察规范》(gb50021-200)，盐渍土是易溶盐含量不低于0.3％的土，这类土体通常具有溶陷、腐蚀、盐胀等性质。山东省滨海盐渍土分布比较广泛，全区各类盐渍土总面积107.49hm2。盐渍土中的盐溶液不仅会对建筑物产生腐蚀性，并且由于其特殊的物理化学性质，导致土壤肥力降低，影响农作物的生长。在温度变化时，含硫酸盐的盐渍土会反复膨胀和收缩，从而破坏土体结构。3.1978年，davidovits提出了地质聚合物的概念，它是一种由alo4和sio4四面体结构单元组成三维立体网状结构的无机聚合物。因其对工业固废达到高效利用而被人们熟知。目前，粉煤灰、矿渣、偏高岭土、赤泥、等多种工业副产物因其富含丰富的硅铝酸盐而被广泛研究作为地质聚合物前驱体材料。我国是世界上最大的电石生产国和消费国，产能占世界总产能的90％以上。电石渣是pvc生产过程中产生的废渣，电石渣的堆放占用了大量的耕地，长期存放导致土体严重钙化，造成无法挽回的损失。如果电石渣地质聚化物能够对盐渍土进行利用，则不但能够解决电石渣的堆放及环境污染的问题，也可以使盐渍土得到有效利用，然而，电石渣地质聚合物固化盐渍土的研究还很有限，因此，有必要提供一种能够针对电石渣地聚物固化盐渍土进行系统性研究的方法。

技术实现要素：

4.为克服现有技术的不足，本发明公开了一种地聚物固化盐渍土的研究方法及应用，目的是提供一种能够针对电石渣地聚物固化盐渍土进行系统性研究的方法。5.为实现上述目的，本发明的技术方案是：6.一种地聚物固化盐渍土的研究方法，包括如下步骤：7.(1)取样，判断盐渍土的种类；8.(2)洗盐及配盐；9.(3)采用三水平三因素正交试验进行配合比设计，针对地聚物固化盐渍土力学特性进行分析；10.(4)进行盐渍土水盐规律的探究。11.优选的，所述的步骤(1)包括如下具体步骤：12.首先从野外取回原状盐渍土样，随后根据《土工试验方法标准》，测试土样的物理性质，包括天然密度、天然含水率、液塑限及最优含水率与最大干密度，再进行土样的化学性质分析，包括测试土样的易溶盐成分，根据规范判断盐渍土样的种类。13.优选的，所述的步骤(2)包括如下具体步骤：14.取蒸馏水和土样体积比为1：5放置在圆筒中，随后进行搅拌，搅拌充分后，静置24h后测试圆筒中上清液的电导率，以此类推，直至电导率降到200μs/cm；15.洗盐完成后，进行重新配盐，使用无水硫酸钠按照1％、2％、3％、5％盐含量配置硫酸盐渍土，使用氯化钠按照0.5％、2％、5％、8％盐含量配置氯盐渍土；试验中的盐含量均为盐的质量与干土的质量比。16.优选的，所述的步骤(3)中，三因素为碱激发剂模数、电石渣：矿渣、碱激发剂含量，其中，碱激发剂模数指碱激发剂中二氧化硅和氧化钠的摩尔比；电石渣：矿渣为电石渣与矿渣的质量比，碱激发剂含量为碱激发剂占固体前驱体材料的比值，前驱体材料采用电石渣及矿渣，碱激发剂为naoh和水玻璃，固化土样的制样仪器为三瓣膜；17.按照《土工试验方法标准》将固化土样分三次填充到模具中，每次装填过程中用击实锤击实，每次击锤次数约20次，最后将试样上下表面刮平；养护方式分为露天养护和覆膜养护，养护龄期分为三种，分别为7天、14天和28天；露天养护为放置在室内自然养护，覆膜养护则为土样表面包裹保鲜膜放置在标准养护室中，到达养护龄期后，放入冻融循环箱中，冻融循环方案控制温度变化在-20℃～20℃，冻融循环过程中，首先将试样放入冷冻箱12h，冷冻温度保持在-20℃，随后将试样放入恒温箱12h，融化温度保持在20℃；采用方差分析法分析各因素对试样抗压强度和抗剪强度的影响权重；结合微观分析，包括热分析试验、sem、mip分析固化盐渍土力学机理，结合冻融循环试验为盐渍土耐久性提供理论指导。18.优选的，所述的步骤(4)包括如下具体步骤：19.采用《公路土工试验规程》(jyg 3430-2020)规范中毛细管试验仪进行常温状态不同含水率下的水盐迁移实验；将地聚物固化氯盐渍土试样放置在水溶液中，进行土柱毛细水吸水试验；将固化氯盐渍土土样放置在氯化钠溶液中，进行土柱毛细水吸盐试验；与规范中的试验方法进行比较，分析不同方法的优缺点，最后进行comsol软件的模拟，与土柱毛细吸水及土柱毛细吸盐试验进行对比验证，进一步分析盐渍土水盐迁移及变形特性，为进一步研究盐渍土的盐胀作用提供理论。20.一种地聚物固化盐渍土的研究方法的应用，通过电石渣地质聚合物固化盐渍土，根据电石渣地质聚合物固化盐渍土的力学特性、水盐迁移及变形特性，将电石渣地质聚合物固化盐渍土应用在滨海地区，使其固化后的盐渍土具有足够的强度，且具有良好的水温性和耐久性。21.本发明一种地聚物固化盐渍土的研究方法及应用的有益效果为：22.1、本发明提供了一种能够针对电石渣地聚物固化盐渍土进行系统性研究的方法，该方法有利于深入研究固化盐渍土的力学机理、耐久性、水盐迁移及变形特性、盐胀作用，进而能够为电石渣地聚物固化盐渍土的应用提供理论基础，有利于解决电石渣大量占地堆放造成环境污染问题，并有利于使盐渍土得到有效利用。23.2、一种地聚物固化盐渍土的研究方法的应用，通过电石渣地质聚合物固化盐渍土，根据电石渣地质聚合物固化盐渍土的力学特性、水盐迁移及变形特性，将电石渣地质聚合物固化盐渍土应用在滨海地区，使其固化后的盐渍土具有足够的强度，且具有良好的水温性和耐久性。24.3、通过有限元软件建立水盐迁移模型，与试验数据进行对比，进一步深化了对盐渍土水盐迁移及变形特性的认识。对盐分吸附作用的研究也为进一步研究盐渍土的盐胀作用提供了理论准备。通过有限元软件中多场耦合因素为实际工程应用提供理论和技术支撑。附图说明25.图1、土柱毛细水盐试验原理示意图；图中：1、含水率；2、氯离子含量；3、环氧树脂；4、水溶液/盐溶液。具体实施方式26.以下所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。27.实施例1：28.一种地聚物固化盐渍土的研究方法，包括如下步骤：29.(1)取样，判断盐渍土的种类；30.(2)洗盐及配盐；31.(3)采用三水平三因素正交试验进行配合比设计，针对地聚物固化盐渍土力学特性进行分析；32.(4)进行盐渍土水盐规律的探究。33.实施例2：34.在实施例1的基础上，本实施例公开了：35.所述的步骤(1)包括如下具体步骤：36.首先从野外取回原状盐渍土样，随后根据《土工试验方法标准》，测试土样的物理性质，包括天然密度、天然含水率、液塑限及最优含水率与最大干密度，再进行土样的化学性质分析，包括测试土样的易溶盐成分，根据规范判断盐渍土样的种类。37.实施例3：38.在实施例1的基础上，本实施例公开了：39.所述的步骤(2)包括如下具体步骤：40.由于天然盐渍土内部盐分较为复杂，类型较多，故需制备大量不同类型盐分、不同含盐量的样品进行分析，从而研究盐渍土的特性。故进行洗盐操作，洗盐步骤如下：41.取蒸馏水和土样体积比为1：5放置在圆筒中，随后进行搅拌，搅拌充分后，静置24h后测试圆筒中上清液的电导率，以此类推，直至电导率降到200μs/cm；42.洗盐完成后，进行重新配盐，使用无水硫酸钠按照1％、2％、3％、5％盐含量配置硫酸盐渍土，使用氯化钠按照0.5％、2％、5％、8％盐含量配置氯盐渍土；试验中的盐含量均为盐的质量与干土的质量比。43.实施例4：44.在实施例1的基础上，本实施例公开了：45.所述的步骤(3)中，三因素为碱激发剂模数、电石渣：矿渣、碱激发剂含量，其中，碱激发剂模数指碱激发剂中二氧化硅和氧化钠的摩尔比；电石渣：矿渣为电石渣与矿渣的质量比，碱激发剂含量为碱激发剂占固体前驱体材料的比值，前驱体材料采用电石渣及矿渣，碱激发剂为naoh和水玻璃，固化土样的制样仪器为三瓣膜；46.按照《土工试验方法标准》将固化土样分三次填充到模具中，每次装填过程中用击实锤击实，每次击锤次数约20次，最后将试样上下表面刮平；养护方式分为露天养护和覆膜养护，养护龄期分为三种，分别为7天、14天和28天；露天养护为放置在室内自然养护，覆膜养护则为土样表面包裹保鲜膜放置在标准养护室中，到达养护龄期后，放入冻融循环箱中，冻融循环方案控制温度变化在-20℃～20℃，冻融循环过程中，首先将试样放入冷冻箱12h，冷冻温度保持在-20℃，随后将试样放入恒温箱12h，融化温度保持在20℃；采用方差分析法分析各因素对试样抗压强度和抗剪强度的影响权重；结合微观分析，包括热分析试验、sem、mip分析固化盐渍土力学机理，结合冻融循环试验为盐渍土耐久性提供理论指导。47.实施例5：48.在实施例1的基础上，本实施例公开了：49.所述的步骤(4)包括如下具体步骤：50.采用《公路土工试验规程》(jyg 3430-2020)规范中毛细管试验仪进行常温状态不同含水率下的水盐迁移实验；将地聚物固化氯盐渍土试样放置在水溶液中，进行土柱毛细水吸水试验；将固化后的氯盐渍土试样放置在氯化钠溶液中，进行土柱毛细水吸盐试验；与规范中的试验方法进行比较，分析不同方法的优缺点，最后进行comsol软件的模拟，与土柱毛细吸水及土柱毛细吸盐试验进行对比验证，进一步分析盐渍土水盐迁移及变形特性，为进一步研究盐渍土的盐胀作用提供理论。51.实施例6：52.在以上实施例的基础上，本实施例结合实验数据进行举例：53.从野外取回原状盐渍土样，随后根据《土工试验方法标准》，测试土样的物理性质，天然密度通过环刀法测定，利用一定尺寸的环刀在原位底层中取代表性试样，天然含水率则利用环刀取样，放置在铝盒中，将土样和铝盒放在烘箱内，烘至恒定质量后称量质量，计算天然含水率。液塑限测试则用联合液塑限测定仪进行测试。最优含水率及最大干密度通过土的压实试验进行测定，利用三次样条插值法获得干密度峰值为最大干密度，对应含水率为最优含水率。易溶盐测试则使用仪器ics-2500研究性离子色谱仪，可以判断易溶盐类型及含量。盐渍土的种类见表一。54.由于天然盐渍土内部盐分较为复杂，类型较多，为实现盐分统一，便于研究其他变量的影响效果。故进行洗盐操作，洗盐步骤如下：取蒸馏水和土样体积比为1：5放置在圆筒中，随后进行搅拌，搅拌充分后，静置24h后测试圆筒中上清液的电导率，以此类推，直至电导率降到200μs/cm。随后将土样放置在105℃烘箱内烘干，烘干完成后过筛。洗盐完成后，进行重新配盐。根据下表规范中按含盐量分类。使用无水硫酸钠按照1％、2％、3％、5％盐含量配置硫酸盐渍土，使用氯化钠按照0.5％、2％、5％、8％盐含量配置氯盐渍土。试验中的盐含量均为盐的质量与干土的质量比。55.[0056][0057]表一盐渍土的分类[0058]洗盐配盐完成后，采用三水平三因素正交试验进行配合比设计，固定前驱体材料质量占干土质量的20％，前驱体材料采用电石渣及矿渣，碱激发剂为naoh和水玻璃。具体正交试验方案见表二所示。[0059][0060]表二正交试验方案[0061]表二中，碱激发剂模数指碱激发剂中二氧化硅和氧化钠的摩尔比，电石渣：矿渣为电石渣与矿渣的质量比，碱激发剂含量为碱激发剂占固体前驱体材料的比值。固化土样的制样仪器为三瓣膜，按照《土工试验方法标准》将固化土样分三次填充到模具中，每次装填过程中用击实锤击实，每次击锤次数约20次，最后将试样上下表面刮平。养护方式分为露天养护和覆膜养护，养护龄期分为三种，分别为7天、14天和28天。露天养护为放置在室内自然养护，覆膜养护则为土样表面包裹保鲜膜放置在标准养护室中，到达养护龄期后，放入冻融循环箱中，冻融循环方案控制温度变化在-20℃～20℃，其中，放入冷冻箱12h，冷冻温度保持在-20℃，随后放入恒温箱12h，融化温度保持在20℃。冻融循环次数为3次或5次或8次或10次。到达规定次数后测试土样的质量损失，并进行抗压强度及抗剪强度试验。采用方差分析法分析各因素对试样抗压强度和抗剪强度的影响权重。结合微观分析，热分析试验采用同步热分析仪，加速热率为0.1k/min-50k/min,加热范围为30-1000℃，对地聚物固化盐渍土进行定性分析。通过sem试验，观察地聚物固化盐渍土内部土颗粒团及胶凝材料的变化。mip测试主要用于测定多孔材料孔结构及其分布应用最多而有效的办法并结合计盒分形维数分析，从微观角度探究固化盐渍土力学机理，结合冻融循环试验为盐渍土耐久性提供理论指导。[0062]地聚物固化盐渍土力学特性分析完成后，进行盐渍土水盐规律的探究。采用《公路土工试验规程》(jyg 3430-2020)规范中毛细管试验仪进行常温状态不同含水率下的水盐迁移实验，不同含水率包括12％、14％、16％、18％。将地聚物固化氯盐渍土试样放置在水溶液中，进行土柱毛细水吸水试验。将固化氯盐渍土试验放置在氯化钠溶液中，进行土柱毛细水吸盐试验。与规范中的试验方法进行比较，分析不同方法的优缺点。土柱的直径为4cm，高度为8cm，土柱四周涂上环氧树脂。按图示的方法选取断面，从底部向上每2cm为一节，切取土样，一分为二，一部分用于测定土样盐分含量，另一部分用于测定土样含水率。土样盐分含量的测定采用《公路土工试验规程》(jyg 3430-2020)规范中易溶盐氯根的测定-硝酸银滴定法。最后进行comsol软件的模拟，考虑水-盐-力多物理场耦合与土柱毛细吸水及土柱毛细吸盐试验进行对比验证，进一步分析深化了对盐渍土水盐迁移及变形特性的认识。[0063]实施例7：[0064]在以上实施例的基础上，本实施例公开了：[0065]一种地聚物固化盐渍土的研究方法的应用，通过电石渣地质聚合物固化盐渍土，根据电石渣地质聚合物固化盐渍土的力学特性、水盐迁移及变形特性，将电石渣地质聚合物固化盐渍土应用在滨海地区，使其固化后的盐渍土具有足够的强度，且具有良好的水温性和耐久性。