【技術實現步驟摘要】
本說明書涉及含膏粉砂質泥巖改性領域，更具體地說，本申請涉及一種含膏粉砂質泥巖改性方法及改良劑組分含量確定方法。
技術介紹
1、在某些地區廣泛分布著一種特殊化學沉積巖，即含膏粉砂質泥巖，交通工程不可避免穿越含膏粉砂質泥巖。然而對于強度低、水穩性差以及腐蝕性強的含膏粉砂質泥巖，給環境和交通基建帶來挑戰和風險，具體表現為：（1）含膏粉砂質泥巖隧道開挖棄碴對生態環境破壞嚴重。（2）含膏粉砂質泥巖路基變形嚴重，且川西地區普遍存在優質填料獲取難度較大。如何實現含膏粉砂質泥巖隧道棄碴通過改良用于路基填方，進而達到碳達峰碳中和、資源可持續發展和減少生態環境影響的目標，是工程界亟需解決的重大難題之一。
2、因此，有必要提出一種含膏粉砂質泥巖改性方法及改良劑組分含量確定方法。
技術實現思路
1、在
技術實現思路
部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本申請的
技術實現思路
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。
2、第一方面，本申請提出一種含膏粉砂質泥巖改性方法，上述方法包括：
3、基于水泥、聚丙烯纖維和甲基硅酸鈉制作改良劑；
4、通過上述改良劑對上述含膏粉砂質泥巖進行摻混改性操作，以獲取改性后巖土。
5、在一種可行的實施方式中，上述改良劑的總質量按百分數計，上述改良劑包括：
6、2%至6%的上述水泥、0.25%的上述聚
7、在一種可行的實施方式中，上述水泥包括抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，上述聚丙烯纖維的長度為6mm，上述聚丙烯纖維的直徑為23um，上述甲基硅酸鈉的固體含量為30%，上述甲基硅酸鈉的堿含量小于或等于12%，上述甲基硅酸鈉的硅酮含量大于或等于18%，上述甲基硅酸鈉的比重大于或等于1.2且小于或等于1.25，上述甲基硅酸鈉的ph值大于或等于12且小于或等于13。
8、第二方面、本申請提出一種改良劑組分含量確定方法，用于第一方面任一項所述的改良劑，包括：
9、基于水散性實驗確定上述改良劑的基本組成成分，上述基本組成成分包括上述水泥、上述聚丙烯纖維和上述甲基硅酸鈉；
10、基于對上述改良劑進行改性的土樣進行正交試驗，以獲取改良劑的初選組分信息；
11、基于上述改良劑進行改性的土樣進行xrd試驗、膨脹性試驗和膨脹力試驗，以對上述改良劑的初選組分信息進行進一步限縮，以獲取限縮組分信息；
12、基于7d飽水抗壓強度試驗和微觀電鏡掃描試驗確定改良劑的目標配比。
13、在一種可行的實施方式中，上述正交實驗包括液塑限聯合測定試驗、擊實試驗和抗剪強度試驗，上述膨脹性實驗包括自由膨脹試驗、無荷膨脹率試驗和有荷膨脹率試驗。
14、在一種可行的實施方式中，上述基于對上述改良劑進行改性的土樣進行正交試驗，以獲取改良劑的初選組分信息，包括：
15、基于上述液塑限聯合測定試驗確定上述改良劑中的水泥初選含量；
16、基于上述擊實試驗和上述抗剪強度試驗確定上述改良劑中的聚丙烯纖維初選含量和甲基硅酸鈉初選含量。
17、在一種可行的實施方式中，上述基于上述改良劑進行改性的土樣進行xrd試驗、膨脹性試驗和膨脹力試驗，以對上述改良劑的初選組分信息進行進一步限縮，以獲取限縮組分信息，包括：
18、基于上述改良劑進行改性的土樣進行xrd試驗、膨脹性試驗和膨脹力試驗提取對應的特征指標和特征指標對應的權重信息；
19、基于所有的上述特征指標和上述特征指標對應的權重信息確定力學性能評價指標；
20、基于上述力學性能評價指標對上述改良劑的初選組分信息進行進一步限縮，以獲取上述限縮組分信息。
21、在一種可行的實施方式中，上述基于所有的上述特征指標和上述特征指標對應的權重信息確定力學性能評價指標，包括：
22、基于下式計算性能評價指標:
23、
24、其中，為所有參與試驗的數量，為第個試驗結果的權重，為第個試驗的特征指標值，rd試驗特征指標為礦物含量占比，自由膨脹試驗特征指標為自由膨脹率，無荷膨脹率試驗特征指標為無荷膨脹率，有荷膨脹率試驗特征指標為有荷膨脹率，膨脹力試驗特征指標為膨脹力；
25、基于上述力學性能評價指標對上述改良劑的初選組分信息進行進一步限縮，以獲取上述限縮組分信息，包括：
26、根據歷史試驗數據建立配方回歸模型，其中，上述配方回歸模型是基于上述力學性能評價、水泥目標含量、聚丙烯纖維目標含量和甲基硅酸鈉目標含量建立的；
27、根據上述力學性能評價指標和上述配方回歸模型確定上述限縮組分信息，上述限縮組分信息包括改良劑中的水泥目標含量、聚丙烯纖維目標含量和甲基硅酸鈉目標含量；
28、上述配方回歸模型基于下式確定：
29、
30、
31、其中，為水泥目標含量，為聚丙烯纖維目標含量，為甲基硅酸鈉目標含量，a、b、c、d、f、g和h分別為通過回歸擬合得到的參數。
32、在一種可行的實施方式中，還包括：
33、基于上述改良劑組分含量對應的改良劑對路基材料進行改性，以獲取改性后路基材料；
34、基于上述改性后路基材料進行動三軸試驗以獲取第一試驗結果；
35、基于上述改性后路基材料進行仿真模擬試驗以獲取第二試驗結果；
36、基于上述第一試驗結果和上述第二試驗結果對上述改良劑組分含量進行優化。
37、在一種可行的實施方式中，上述仿真模擬試驗是基于comsol軟件建立的同比例模型實現的，上述同比例模型包括鋼軌、ca砂漿層、軌道板、路基和地基結構，上述同比例模型為二維模型，上述仿真模擬試驗中的載荷為半正弦波脈沖，上述仿真模擬試驗中在地基和橫截面上采用無限域邊界。
38、綜上，本方法采用水泥作為主要改良劑，通過水化反應生成水化硅酸鈣（c-s-h）等膠結產物，有效提高土體的初期強度和整體承載能力。水泥還能與土體中的ca2+和so42-反應生成穩定的化合物，降低膏體對土體強度的負面影響。改性后的含膏粉砂質泥巖具有更高的抗壓強度和承載能力，可廣泛用于道路和鐵路工程含膏粉砂質泥巖在干濕循環作用下易產生干縮裂縫，影響路基的長期穩定性。本方法中的改良劑中引入聚丙烯纖維，形成“纖維網絡”，顯著增強土體的抗裂性能和抗拉強度。聚丙烯纖維有效限制了裂縫的擴展，提升了改性土體的韌性和抗變形能力，延長了路基的使用壽命。含膏粉砂質泥巖吸水膨脹和失水收縮顯著，導致工程變形嚴重且水穩定性差。本方法中的改良劑通過甲基硅酸鈉的加入，改性后的土體具有較強的抗滲性能，可減少水分進入土體，從而降低其吸水膨脹性。甲基硅酸鈉與土體中的活性礦物反應，生成不溶于水的硅酸鹽薄膜，進一步提高了土體的穩定性和抗水解性能。土體的抗滲性和抗膨脹性顯本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種含膏粉砂質泥巖改性方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的含膏粉砂質泥巖改性方法，其特征在于，所述改良劑的總質量按百分數計，所述改良劑包括：
3.根據權利要求1或2所述的含膏粉砂質泥巖改性方法，其特征在于，所述水泥包括抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，所述聚丙烯纖維的長度為6mm，所述聚丙烯纖維的直徑為23um，所述甲基硅酸鈉的固體含量為30%，所述甲基硅酸鈉的堿含量小于或等于12%，所述甲基硅酸鈉的硅酮含量大于或等于18%，所述甲基硅酸鈉的比重大于或等于1.2且小于或等于1.25，所述甲基硅酸鈉的pH值大于或等于12且小于或等于13。
4.一種改良劑組分含量確定方法，用于確定權利要求1至3中任一項所述改良劑，其特征在于，包括：
5.根據權利要求4所述的改良劑組分含量確定方法，其特征在于，所述正交實驗包括液塑限聯合測定試驗、擊實試驗和抗剪強度試驗，所述膨脹性實驗包括自由膨脹試驗、無荷膨脹率試驗和有荷膨脹率試驗。
6.根據權利要求5所述的改良劑組分含量確定方法，其特征在于，所述基于對所述改良劑進行改性的土樣進行正交試驗
7.根據權利要求5所述的改良劑組分含量確定方法，其特征在于，所述基于所述改良劑進行改性的土樣進行XRD試驗、膨脹性試驗和膨脹力試驗，以對所述改良劑的初選組分信息進行進一步限縮，以獲取限縮組分信息，包括：
8.根據權利要求7所述的改良劑組分含量確定方法，其特征在于，
9.根據權利要求4所述的改良劑組分含量確定方法，其特征在于，還包括：
10.根據權利要求9所述的改良劑組分含量確定方法，其特征在于，所述仿真模擬試驗是基于COMSOL軟件建立的同比例模型實現的，所述同比例模型包括鋼軌、CA砂漿層、軌道板、路基和地基結構，所述同比例模型為二維模型，所述仿真模擬試驗中的載荷為半正弦波脈沖，所述仿真模擬試驗中在地基和橫截面上采用無限域邊界。
...【技術特征摘要】
1.一種含膏粉砂質泥巖改性方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的含膏粉砂質泥巖改性方法，其特征在于，所述改良劑的總質量按百分數計，所述改良劑包括：
3.根據權利要求1或2所述的含膏粉砂質泥巖改性方法，其特征在于，所述水泥包括抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，所述聚丙烯纖維的長度為6mm，所述聚丙烯纖維的直徑為23um，所述甲基硅酸鈉的固體含量為30%，所述甲基硅酸鈉的堿含量小于或等于12%，所述甲基硅酸鈉的硅酮含量大于或等于18%，所述甲基硅酸鈉的比重大于或等于1.2且小于或等于1.25，所述甲基硅酸鈉的ph值大于或等于12且小于或等于13。
4.一種改良劑組分含量確定方法，用于確定權利要求1至3中任一項所述改良劑，其特征在于，包括：
5.根據權利要求4所述的改良劑組分含量確定方法，其特征在于，所述正交實驗包括液塑限聯合測定試驗、擊實試驗和抗剪強度試驗，所述膨脹性實驗包括自由膨脹試驗、無荷膨脹率試驗和...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周平，何川，趙曉彥，辛林根，杜彥良，汪波，徐國文，關鈺榮，劉瑞麟，胡翔宇，王志杰，陶偉明，呂城，周飛聰，姜逸帆，范文昊，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：發明
國別省市：
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